一种二次电池电极极片导电剂和制造技术

本申请涉及一种二次电池电极极片导电剂和

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池电极极片导电剂和/或粘结剂分布效果的确定方法


[0001]本专利技术属于电极材料检测
，具体涉及一种二次电池电极极片导电剂和
/
或粘结剂分布效果的确定方法
。

技术介绍

[0002]在二次电池电极极片的制备过程中，粘结剂和导电剂的分布是构建阴极极片导电性的决定性因素
。
由于阴极材料的吸湿性
、
高碱性
、
级配比等特点使其在浆料制备过程中非常容易发生高粘和沉降问题，因此，对导电剂
、
粘结剂的分布进行微观层级的评估十分重要
。
[0003]现有技术提出了一种二次电池的电极极片导电剂分布的检测方法，通过在浆料制备过程中加入荧光粉，对制备得到的电极极片进行荧光检测，该方法需要提前制备含荧光粉的电极极片，工艺较为复杂，并且荧光剂的加入可能对导电剂和粘结剂的分布产生影响，因此无法准确对二次电池电极极片中导电剂和粘结剂的分布效果进行确定
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种二次电池电极极片导电剂和
/
或粘结剂分布效果的确定方法，通过获取二次电池电极极片上检测区域内的元素分布数据，实现可视量化锂离子电池中导电剂和
/
或粘结剂的分布情况，可以直观地得到二次电池电极极片整体上的导电剂和
/
或粘结剂的上浮程度或者分布均匀程度，具有工艺简单
、
检测全面的优点
。
[0005]本申请提供的二次电池电极极片导电剂和
/
或粘结剂分布效果的确定方法，所采用的技术方案如下：
[0006]一种二次电池电极极片导电剂和
/
或粘结剂分布效果的确定方法，所述确定方法包括以下步骤：
S100、
从二次电池电极极片上选取检测区域，获取所述检测区域中的目标元素分布数据，
S200、
将所述检测区域沿二次电池电极极片厚度方向划分为
n
层，沿远离集流体方向依次记作第1厚度层
、
第2厚度层
、
…
、
第
n
厚度层，基于目标元素分布数据确定导电剂和
/
或粘结剂的分布效果，
n
的取值范围为
n≥2。
本申请采用从二次电池电极极片上选取检测区域，通过获取检测区域的目标元素分布数据表征二次电池电极极片上导电剂和
/
或粘结剂的整体分布情况，然后将检测区域沿二次电池电极极片厚度方向分为
n
层，结合目标元素分布数据即可定量地确定二次电池电极极片中导电剂和
/
或粘结剂的分布效果，可以准确直观地得到导电剂和
/
或粘结剂的上浮程度以及分布均匀程度，具有工艺简单
、
结果表征全面的优势；通过确定二次电池电极极片中导电剂和
/
或粘结剂的分布效果，可以分析评估二次电池的导电性和
/
或内阻性能，为提升二次电池的性能提供理论基础
。
[0007]示例性地，二次电池电极极片可以直接制备得到或者从二次电池中拆解得到
。
进一步地，从二次电池中拆解得到电极极片后，将电极极片采用碳酸二甲酯
(DMC)
进行清洗后，再进行导电剂和
/
或粘结剂分布的检测
。
可选地，清洗的次数为1～3次，每次清洗的时间
为1～
2h。
[0008]优选地，步骤
S100
中，所述从二次电池电极极片上选取检测区域包括：将所述二次电池电极极片沿二次电池电极极片厚度方向切割，从切割断面上选取二维选区作为检测区域
。
或者，所述从二次电池电极极片上选取检测区域包括：从所述二次电池电极极片中选取三维选区作为检测区域
。
本申请中沿厚度方向是指平行于二次电池电极极片厚度的方向，二维选区选自二次电池电极极片沿厚度方向切割后的截面
。
三维选区选自二次电池电极极片上的三维区域
。
本申请可以针对不同类型的二次电池电极极片，选取二维选区或三维选区进行检测，例如对于在垂直厚度方向分布较为均匀的二次电池电极极片，从沿厚度方向切割后的截面上选取二维选区进行检测，对于垂直厚度方向分布不太均匀的二次电池电极极片，从极片上选取有代表性的三维选区进行检测
。
[0009]示例性地，断面可以通过
Ar
离子束切割机或聚焦离子束
(FIB)
切割二次电池电极极片后获得
。
[0010]优选地，当所述检测区域为二维选区时，步骤
S100
中所述获取所述检测区域的目标元素分布数据包括：获取所述二维选区的目标元素
EDS
分布图，将所述目标元素
EDS
分布图依次进行模糊处理
、
灰度处理和阈值划分，得到阈值划分图，所述阈值划分图中的目标元素面积作为所述目标元素分布数据
。
本申请在获取二维选区的目标元素
EDS
分布图后，通过模糊处理减少
EDS
分布图中的噪点后，然后进行灰度处理配合阈值划分突出强化目标元素的分布图像，然后通过计算目标元素面积即可获得目标元素的分布数据，定量反映出目标元素在二维选区内的分布状态
。
[0011]在一些实施例中，所述模糊处理
、
灰度处理和阈值划分可通过
imageJ
软件进行
。
其中模糊处理是指图像进行平滑处理，减少图像中存在的噪声；阈值划分是指将灰度图像转化为二值图像
(
黑白图像
)
，即设定灰度的阈值范围，将灰度在该阈值范围内的像素的灰度设置为
255
，灰度不在该阈值范围内的像素的灰度设置为0，或者，将灰度在该阈值范围内的像素的灰度设置为0，灰度不在该阈值范围内的像素的灰度设置为
255
，得到黑白图像
。
[0012]优选地，所述二维选区的长度为
L
，
L
的取值范围为
1mm≤L≤5mm
；所述检测区域的宽度为
W
，
W
的取值范围为
40um≤W≤1000um。
本申请中检测区域的长度方向是指检测区域的长度较长的一边的方向；检测区域的宽度方向是指检测区域的长度较短的一边的方向，即二次电池电极极片的厚度方向
。。
本申请的确定方法通过选择二维选区的长度和宽度的范围，可以尽可能全面地反映出二次电池电极极片上的元素分布
。
[0013]优选地，所述阈值划分的阈值选择范围为
A
～
B
，
A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二次电池电极极片导电剂和
/
或粘结剂分布效果的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括以下步骤：
S100、
从二次电池电极极片上选取检测区域，获取所述检测区域中的目标元素分布数据；
S200、
将所述检测区域沿二次电池电极极片厚度方向划分为
n
层，沿远离集流体方向依次记作第1厚度层
、
第2厚度层
、
…
、
第
n
厚度层，基于目标元素分布数据确定导电剂和
/
或粘结剂的分布效果；
n
的取值范围为
n≥2。2.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤
S100
中，所述从二次电池电极极片上选取检测区域包括：将所述二次电池电极极片沿二次电池电极极片厚度方向切割，从切割断面上选取二维选区作为检测区域；或者，所述从二次电池电极极片上选取检测区域包括：从所述二次电池电极极片中选取三维选区作为检测区域
。3.
根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，当所述检测区域为二维选区时，步骤
S100
中所述获取所述检测区域的目标元素分布数据包括：获取所述二维选区的目标元素
EDS
分布图，将所述目标元素
EDS
分布图依次进行模糊处理
、
灰度处理和阈值划分，得到阈值划分图，所述阈值划分图中的目标元素面积作为所述目标元素分布数据
。4.
根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述二维选区的长度为
L
，
L
的取值范围为
1mm≤L≤5mm
；所述检测区域的宽度为
W
，
W
的取值范围为
40um≤W≤1000um
；和
/
或；所述阈值划分的阈值选择范围为
A
～
B
，
A
的取值范围为
0≤A≤80
，
B
的取值范围为
40≤B≤200
，且
A
＜
B。5.
根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，当所述检测区域为三维选区时，步骤
S100
中所述获取所述检测区域的目标元素分布数据包括：将所述三维选区沿二次电池电极极片厚度方向进行切割，得到若干个切片，获取各切片的目标元素
EDS
分布图，然后将各切片的目标元素
EDS
分布图进行三维重构，得到三维重构数据，所述三维重构数据中的目标元素体积作为所述目标元素分布数据
。6.
根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，所述切片的厚度为
d
，
d
的取值范围为
0.1um≤d≤1um。7.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述目标元素包括
C
元素和
/
或
F
元素；所述
C
元素来自粘结剂和导电剂；所述
F
元素来自粘结剂
。8.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤
S200
中，
n
的取值范围为
2≤n≤20
；和
/
或；每层的厚度为
f
，
f
的取值范围为
3um≤f≤30um。9.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤
S200
中所述基于目...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰炳梅，董承昊，冯昱幛，戴璐，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：