Vergleich der Elektrodenwiderstandstestmethode – vier Sonden vs. zwei Sonden

Der Widerstand von Lithium-Ionen-Batterien ist einer der wichtigen Indikatoren zur Messung der Batterieleistung. Die Größe des Widerstands von Lithium-Ionen-Batterien wirkt sich direkt auf die Kapazität, Lebensdauer und Sicherheitsleistung der Lithium-Ionen-Batterie aus. Formel, Elektrolyt, Beschichtungshomogenisierungsprozess, Elektrodenwiderstand usw. Der Elektrodenwiderstand spiegelt die Leistung und Formel des Elektrodenmaterials wider. Durch die Ergebnisse des Elektrodenwiderstandstests können einerseits der Homogenatbeschichtungsprozess und die Formel verbessert werden, um eine schnelle Bewertung des Materialsystems zu ermöglichen. Andererseits kann es die Polplatte mit großem Widerstandswert rechtzeitig überprüfen, klassifizieren und eliminieren, damit sie nicht in den einzelnen Herstellungsprozess einfließt. und die Qualität der Terminalprodukte verbessern. In diesem Artikel wird der Unterschied zwischen den beiden Testmethoden anhand der Vier-Sonden- und der Zwei-Sonden-Methode getestet. Das schematische Diagramm der beiden Testmethoden sieht wie folgt aus:

Abbildung 1. (a) Schema von zwei Sonden (b) Schema von vier Sonden

Bei zwei Sondentests wird der Anschluss auf der Probe platziert und das Wechselspannungssignal eingegeben, um den Strom für den Probenwiderstand zu erfassen und den Probenwiderstand durch die Umwandlungsbeziehung zu erhalten; Die vier Sonden werden auf der Oberfläche der Probe platziert und das Spannungssignal zwischen dem Probenwiderstand wird durch die Umwandlungsbeziehung erhalten.

1. Experimentelle Ausrüstung und Testmethoden

1.1 Experimentelle Ausrüstung: Polschichtwiderstand, Modell B ER2500, Elektrodendurchmesser 14 mm, kann einen Druck von 5 bis 60 MP aufbringen, das Aussehen der Ausrüstung ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. (a) BER2500-Erscheinungsbilddiagramm (b) BER2500-Strukturdiagramm

1.2 Testmethode: Stellen Sie die Parameter wie Testdruckstärke und Druckhaltezeit in der M RMS-Software ein, um den Test zu starten. Die Software liest automatisch die Elektrodendicke, den Widerstand, den spezifischen Widerstand, die Leitfähigkeit und andere Daten.

1.3 Probeninformationen: Wählen Sie die positive Elektrodenplatte Kathode-1, Anode-1, die negative Elektrodenplatte Kathode-2, Anode-2, reine Membranproben, Aluminiumfolie und Kupferfolie aus und testen Sie den Widerstand der Elektrodenplatte mit zwei und vier Sonden Sonden bzw.

2. Datenanalyse

2.1 Test und Widerstandsanalyse von Streifenfolien-Polblechen

Für den Schichtwiderstandstest der positiven Elektrode zeigt Abbildung 3 (a), dass für die Elektrodenschicht mit kleinem Widerstand Kathode-1 (2 ^ 10).1 gilt^-6Ω * cm) mit reinem Aluminiumfolienwiderstand (2 ^ 10,884^-5.3316,370026Ω * cm) variiert um etwa das Zehnfache, aber für das Elektrodenblatt Kathode-2 mit einem großen Widerstandswert beträgt der Elektrodenwiderstand des Vier-Sonden-Tests 1 Ω * cm, was viel größer ist als der des reinen Aluminiumfolie. In Abbildung 3 (b) ist der von Blattkathode 1 getestete spezifische Widerstand (1444,94 Ω * cm) (0 Ω * cm) dargestellt, der ebenfalls den der Folie übersteigt, wie in Abbildung 4 (a) und (b) gezeigt der Widerstand zwischen verschiedenen Beschichtungen und der Folie.

Abbildung 3. (a) Widerstandstest der positiven Elektrodenplatte mit der Vier-Sonden-Methode. (b) Widerstandstest der positiven Elektrodenplatte mit der Zwei-Sonden-Methode

Abbildung 4. (a) Widerstandstest der negativen Elektrodenplatte mit der Vier-Sonden-Methode. (b) Negative Elektrodenplatten-Methode mit der Zwei-Sonden-Methode 

Widerstandstest

2. Analyse des reinen Folienmembranwiderstands

Die Beständigkeitsprüfung der trocken beschichteten, folienfreien Reinfolienprobe erfolgt nach zwei Methoden. Wie aus Abbildung 5 ersichtlich ist, ist der spezifische Widerstand des Monoschichttests (0 Ω * cm) fast der gleiche wie der des Doppelschichttests (0 Ω * cm) und viel größer als der spezifische Widerstand der reinen Aluminiumfolie ( 2 ^ 10).27.26.884^-5Ω * cm) oder reine Kupferfolie (1,832 ^ 10^-5.27,23 Ω * cm), der spezifische Widerstand des Einzelschichttests (1 Ω * cm) der Zwei-Sonden-Methode ist fast der gleiche wie der des Doppelschichttests (1 Ω * cm), aber der spezifische Widerstand der beiden Die Anzahl der Sonden ist größer als bei der Vier-Sonden-Methode.

Abbildung 5. Reiner Membranwiderstandstest mit vier Sonden und zwei Sonden

2.3 Mechanismusanalyse

Das Ersatzschaltbild der beiden Testmethoden ist in Abbildung 6 dargestellt. Abbildung a stellt das Schaltbild des Polwiderstands mit zwei Sonden dar. Die Abbildung zeigt, dass die aktuelle Spannung an die vertikalen Enden der Probe angelegt wird. Das Ergebnis ist Kontaktwiderstand der Polplatte R, der R-Beschichtung, der Gesamtwiderstand der R-Kollektorflüssigkeit, dann der spezifische Widerstand und der spezifische Widerstand; Abbildung b ist ein schematisches Diagramm der Schaltung zum Testen des Elektrodenwiderstands mit der Vier-Sonden-Methode. Der angelegte Strom wird auf die Probenoberfläche aufgebracht. Daher kann die Stromrichtung in die Pfade 1, 2 und 3 unterteilt werden, wenn das Elektrodenblatt Der Widerstand ist klein. Die meisten Elektronen passieren den Pfad 2. Sehr selten die Pfade 1 und 3. Der gemessene Polschichtwiderstand liegt nahe am Folienwiderstand. Wenn der Schichtwiderstand groß ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Elektron den Pfad 1 passiert, steigt. Der Widerstandswert steigt ebenfalls. Die Anforderungen an Reichweite, Systemdruckkontrolle und Stabilität sind ebenfalls hoch. Daher ist es schwierig, stabile Daten zu erhalten. Abschließend ist es sinnvoll, den Widerstand der Verbundschicht zu wählen. Daher ist es schwierig, stabile Daten zu erhalten. Abschließend ist es sinnvoll, den Widerstand der Verbundschicht zu wählen. Daher ist es schwierig, stabile Daten zu erhalten. Abschließend ist es sinnvoll, den Widerstand der Verbundschicht zu wählen.

Abbildung 6. (a) Schematisches Diagramm einer Zwei-Sonden-Schaltung (b) Schematisches Diagramm einer Vier-Sonden-Schaltung

3. Zusammenfassung

In diesem Artikel wird der Unterschied zwischen den Elektrodenwiderständen verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Widerstandswert des Teststreifens, der Folienstange und der vier Sonden weitaus geringer ist als der der beiden Sonden. Manchmal liegt der Widerstand fast nahe am Widerstand der Folie und kann nicht unterschieden werden Aufgrund des geringen Wertes sind die Anforderungen an die Präzision des Instruments, den Bereich und die Stabilität der Systemdruckregelung hoch, so dass es schwierig ist, stabile Daten zu erhalten. Testen Sie die Beschichtung nur ohne Folie und geben Sie den Widerstandswert in Ohm an. Der Zwei-Sonden-Test ist der Gesamtdurchdringungswiderstand der Elektrodenplatte, der den Unterschied der Beschichtung deutlich unterscheiden kann und zum Testen von Lithiumbatterien und allen Arten von Superkondensatoren geeignet ist.

 Referenzdokumentation

1. Hiroki Kondo et al. Einfluss des aktiven Materials auf die elektronische Leitfähigkeit der positiven Elektrode in Lithium-Ionen-Batterien. Journal of The Electrochemical Society, 2019, 166 (8) A1285-A1290

2. BGWestphal et al. Einfluss von hochintensivem Trockenmischen und Kalandrieren auf den relativen Elektrodenwiderstand, bestimmt über einen fortschrittlichen Zweipunktansatz. Journal of Energy Storage 2017, 11, 76–85

3. Nils Mainusch et al.Neue Kontaktsonde und Methode zur Messung elektrischer Widerstände in Batterieelektroden Energy Technol.2016, 4, 1550-1557