Penerapan ball mill pada baterai lithium
Penggilingan bola adalah metode yang umum digunakan dalam persiapan bahan elektroda untuk baterai lithium-ion. Ini sangat cocok untuk produksi bahan katoda, seperti litium besi fosfat (LiFePO4), litium nikel kobalt aluminium oksida (NCA), dan litium nikel mangan kobalt oksida (NMC).
Proses ball milling melibatkan penggilingan dan pencampuran bahan aktif dengan aditif konduktif dan pengikat untuk membentuk campuran homogen. Penggilingan biasanya dilakukan di pabrik bola planet, di mana stoples penggilingan berputar mengelilingi porosnya sendiri dan juga berputar mengelilingi poros tengah. Tabrakan dan gesekan antara bola penggilingan dan campuran bubuk memfasilitasi paduan mekanis dan pengurangan ukuran partikel.
Penerapan ball milling pada baterai lithium memiliki beberapa keunggulan:
1. Kontrol Ukuran Partikel:
Penggilingan bola memungkinkan kontrol yang tepat atas distribusi ukuran partikel bahan elektroda. Dengan menyesuaikan waktu penggilingan, kecepatan penggilingan, dan rasio bola terhadap bubuk, ukuran partikel yang diinginkan dapat dicapai, yang sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja baterai.
2. Homogenitas:
Penggilingan bola memastikan distribusi bahan aktif, aditif konduktif, dan pengikat yang seragam dalam campuran elektroda. Ini mendorong reaksi elektrokimia dan meningkatkan kinerja baterai secara keseluruhan.
3. Peningkatan Aktivitas Elektrokimia:
Proses penggilingan berenergi tinggi dapat menyebabkan cacat struktural dan mendorong reaksi keadaan padat pada bahan elektroda, sehingga meningkatkan aktivitas elektrokimia dan kapasitas yang lebih tinggi.
4. Antarmuka Elektroda-Elektrolit yang Ditingkatkan:
Penggilingan bola dapat meningkatkan kompatibilitas antarmuka antara bahan elektroda dan elektrolit. Gaya mekanis selama penggilingan dapat menciptakan permukaan kasar dan meningkatkan area kontak antara elektroda dan elektrolit, meningkatkan difusi ion dan mengurangi resistensi antarmuka.
Titik kontrol pada proses ball milling antara lain:
1. Parameter Penggilingan:
Waktu penggilingan, kecepatan penggilingan, dan rasio bola terhadap bubuk perlu dioptimalkan secara hati-hati untuk mencapai ukuran partikel dan homogenitas yang diinginkan. Parameter ini dapat disesuaikan berdasarkan bahan elektroda spesifik dan kinerja baterai yang ditargetkan.
2. Ukuran dan Bahan Bola:
Pemilihan bola milling, ukurannya, dan komposisi material dapat mempengaruhi efisiensi milling dan distribusi ukuran partikel yang dihasilkan. Bola keras dan lembam, seperti bola baja tahan karat atau bola zirkonia, biasanya digunakan.
3. Kontrol Kelembaban dan Oksigen:
Perhatian khusus harus diberikan untuk mencegah kontaminasi kelembaban dan oksigen selama proses penggilingan, karena dapat menurunkan bahan elektroda dan mempengaruhi kinerja baterai. Penggilingan di lingkungan inert atau bebas oksigen sering kali lebih disukai.
4. Pasca Perawatan:
Setelah penggilingan, langkah pasca perawatan seperti pengeringan, pengayakan, dan pencampuran dengan komponen lain (misalnya aditif konduktif dan pengikat) mungkin diperlukan untuk menyelesaikan persiapan elektroda.
Perlu dicatat bahwa detail spesifik dari proses ball milling dapat bervariasi tergantung pada bahan elektroda, ukuran partikel yang diinginkan, dan faktor lainnya. Oleh karena itu, penting untuk mempertimbangkan persyaratan spesifik sistem baterai dan berkonsultasi dengan literatur ilmiah atau pakar di bidangnya untuk mendapatkan panduan rinci.
