LTO 단면 코팅 알루미늄 호일 음극

리튬 이온 배터리 연구용 LTO 단면 코팅 알루미늄 호일 음극 전극

제품 개요 및 주요 응용 분야

리튬 티탄산염(Li₄Ti₅O₁₂, LTO)은 제로 스트레인 구조, 긴 수명, 우수한 출력 특성 및 본질적으로 안전한 작동 특성으로 인해 리튬 이온 배터리의 검증된 음극 소재입니다. TOB-LTO-A는 즉시 사용 가능한 단면 코팅 LTO 음극 전극으로, 16 μm 알루미늄 호일 집전체 한 면에 리튬 티탄산염 활물질을 코팅하고 건조 및 캘린더링하여 밀도를 조절했습니다. 이 전극은 L 241 mm × W 200 mm 크기의 사전 절단된 시트 형태로 제공되며, 팩당 5매씩 포장되어 있어 사용자가 셀 조립 연구 중에 직접 LTO 전극을 코팅, 건조 및 캘린더링할 필요가 없습니다.

LTO 음극은 긴 수명과 높은 출력이 요구되는 셀에서 고전압 양극 소재(NMC, LFP 또는 LCO 등)와 함께 사용되므로, TOB-LTO-A는 코인 셀, 단층 파우치 셀 및 다층 파우치 셀 연구를 위한 편리하고 품질이 관리된 구성 요소입니다. 이 전극은 글로브 박스 또는 건조한 환경에서의 조립을 위해 설계되었으며, 정의된 활물질 질량 분율(93.5%)과 문서화된 활물질 계산 공식이 제공되어 연구자가 각 테스트 셀에 대한 정확한 활물질 로딩량을 계산할 수 있습니다.

이상적인 용도:

• 다양한 양극 화학 물질 대비 LTO 음극을 평가하기 위해 코인 셀 또는 단층 파우치 셀을 조립하는 연구자.
• 고출력 및 장수명 응용 분야를 위한 LTO 음극과 흑연 또는 실리콘 음극 간의 비교 연구.
• 코팅 및 캘린더링 장비에 투자하지 않고도 일관되고 품질이 관리된 LTO 음극 전극이 필요한 학계 및 산업 연구소.
• 재현 가능한 셀 조립을 위해 정의된 전압 범위(1.0–2.5 V)와 알려진 비용량(0.1C에서 160 mAh/g)이 필요한 배터리 테스트 프로그램.

전극 치수가 셀 고정 장치와 일치하는지 확인해야 하거나 맞춤형 크기가 필요하십니까? 코인 셀 또는 파우치 셀 설계 사양을 당사의 배터리 소재 엔지니어에게 문의하십시오.

배터리 연구 및 조립에서 LTO 음극 전극의 위치

일반적인 배터리 연구 워크플로우에서 TOB-LTO-A 전극은 코인 셀 또는 파우치 셀 조립 시 음극 구성 요소로 사용됩니다. 전극은 절단, 칭량, 건조 및 조립이 가능한 상태로 제공됩니다. 권장 사용 순서는 다음과 같습니다:

1. 전극 절단

TOB-LTO-A 시트는 코인 셀 조립에 필요한 전극 디스크 크기로 절단됩니다. 코인 셀의 경우 권장되는 전극 디스크 직경은 12 mm 또는 14 mm입니다. 이 단계에서는 수동 코인 셀 전극 디스크 절단기(TOB-CP60)를 권장합니다. 이 절단기는 내부 단락을 유발할 수 있는 버(burr) 없이 깔끔한 가장자리의 디스크를 생산합니다.

권장 절단기:수동 코인 셀 전극 디스크 절단기 (TOB-CP60)

2. 전극 칭량

절단 후, 전극 디스크를 전자 분석 저울로 칭량하여 질량을 결정합니다. 이 질량은 셀의 활물질 로딩량을 계산하는 데 사용됩니다. TOB는 이 단계에서 TOB-JA11033 전자 분석 저울을 권장합니다.

권장 저울:전자 분석 저울 (TOB-JA11033)

활물질 계산 공식: 활물질 질량 = (전극 디스크 질량(mg) − 디스크 면적(cm²) × 집전체 면적 밀도(mg/cm²)) × 활물질 질량 분율

TOB-LTO-A 사양 사용: 집전체 면적 밀도는 4.22 mg/cm²이며, 활물질 질량 분율은 93.5%입니다(실제 전극 배치의 라벨에서 활물질 분율을 확인하십시오).

3. 전극 베이킹

절단된 전극 디스크는 조립 전 진공 오븐에서 60–80 °C로 2–4시간 동안 베이킹하여 흡착된 수분을 제거해야 합니다. 잔류 수분은 전해질과 반응하여 첫 번째 사이클 효율을 저하시킬 수 있으므로, 이 단계는 일관된 셀 성능을 위해 필수적입니다.

권장 오븐:진공 실험실 오븐 (TOB-DZF-6050)

4. 셀 조립

셀 조립은 LTO 전극과 리튬 상대 전극(반쪽 전지의 경우)을 수분과 산소로부터 보호하기 위해 불활성 분위기의 글로브 박스 내부에서 수행됩니다. 리튬 금속 상대 전극을 사용하는 코인 셀 반쪽 전지의 권장 조립 순서는 다음과 같습니다:

음극 케이스 → 리튬 디스크 → 전해질 → 분리막 → 전해질 → LTO 전극 디스크 → 스페이서 → 스프링 → 양극 케이스

다음 장비를 권장합니다:

• 글로브 박스:단일 워크스테이션 글로브 박스 (TOB-GB-1220)
• 코인 셀 크림퍼:유압식 수동 코인 셀 크림퍼 (TOB-MR-120)

5. 배터리 테스트

조립된 셀은 배터리 테스트 시스템에서 테스트됩니다. 전류는 활물질 질량과 공칭 비용량을 기준으로 계산됩니다. 계산식은 다음과 같습니다:

0.1C 전류 = 1C × 0.1

여기서 1C 전류(mA) = 활물질 질량(mg) × 0.001 × 공칭 비용량(mAh/g)

공칭 비용량 160 mAh/g을 사용할 경우, 5 mg 활물질 로딩에 대한 0.1C 전류는 5 × 0.001 × 160 × 0.1 = 0.08 mA가 됩니다. 전압 범위는 전극 사양에 따라 1.0–2.5 V로 설정해야 합니다.

권장 테스터:8채널 3범위 버튼 셀 테스터 (TOB-CT-4008-5V10mA-164)

기술 사양

포장: 팩당 5매

참고:

1. 전극의 활물질 질량 분율은 실제 제품의 라벨을 따릅니다. 활물질 계산 공식은 위의 사용 섹션에 제공되어 있습니다.
2. 전극 패키지를 개봉한 후, 남은 시트는 적절히 밀봉하여 보관하십시오. 전극 시트는 글로브 박스나 60 °C 오븐에 보관할 수 있습니다.

재료명: 음극 단면 코팅 — 리튬 티타네이트(LTO)가 코팅된 알루미늄 호일, 단면 전극

용도: 리튬 이온 배터리 음극 재료

TOB-LTO-A의 주요 공학적 특성

• 즉시 사용 가능한 단면 코팅 전극- TOB-LTO-A는 연구실에서 슬러리 준비, 코팅, 건조 및 캘린더링 과정을 생략할 수 있게 해줍니다. 이 전극은 정의된 코팅 면밀도(12 ± 0.2 mg/cm²)와 압연 밀도(1.6 ± 0.1 g/cm³)를 가진 사전 절단된 시트로 제공되어, 셀 조립을 위한 일관되고 품질이 관리된 음극을 제공합니다.
• 제로 스트레인 LTO 활물질- 리튬 티타네이트는 리튬 삽입 및 탈리 과정에서 부피 변화가 거의 없으며, 이는 뛰어난 수명과 구조적 안정성의 기반이 됩니다. 적절한 양극과 결합하면 LTO 기반 셀은 최소한의 용량 감소로 수십만 번의 사이클을 구현할 수 있습니다.
• 정의된 비용량 (0.1C에서 160 mAh/g)- 명시된 비용량은 셀 사이클링 중 테스트 전류를 계산하기 위한 신뢰할 수 있는 기준을 제공합니다. 제공된 공식을 사용하여 연구원은 특정 전극 로딩에 대한 정확한 0.1C, 0.5C 또는 1C 전류를 계산할 수 있으며, 이를 통해 셀과 배치 전반에 걸쳐 재현 가능한 테스트 조건을 구현할 수 있습니다.
• 제어 전압 범위 (1.0–2.5 V) - 이 전극은 LTO 음극과 고전압 양극을 결합할 때의 일반적인 작동 범위인 1.0–2.5 V 전압 범위에 대해 정격화되어 있습니다. 평탄한 LTO 전압 고원(~1.55 V vs. Li⁺/Li)은 리튬 플레이팅으로부터 본질적으로 안전한 안정적인 작동 전위를 제공합니다.
• 알루미늄 호일 집전체 (16 μm) - 구리 호일이 필요한 흑연 음극과 달리, LTO는 더 높은 전위에서 작동하며 집전체로 가벼운 알루미늄 호일을 사용할 수 있습니다. 16 μm 알루미늄 호일은 우수한 전도성을 제공하고 전극의 비활성 무게를 줄여 중량당 에너지 밀도를 높이는 데 기여합니다.
• 높은 활물질 질량 분율 (93.5 %) - 바인더 및 도전재 대비 높은 활물질 함량은 측정된 전극 성능이 LTO 소재의 고유 특성을 밀접하게 반영하도록 보장하며, 이는 소재 평가 및 비교 연구에 중요합니다.

권장 보관 및 취급

• 보관: 전극 시트는 밀봉된 원래 포장 상태로 건조한 환경에 보관하십시오. 개봉 후에는 수분 흡착을 방지하기 위해 제조업체의 지침에 따라 글로브 박스 또는 60 °C 오븐에 남은 시트를 보관하십시오.
• 취급: 깨끗한 핀셋이나 파우더 프리 장갑을 사용하여 전극 시트를 취급하십시오. 피부 유분과 수분이 셀의 첫 번째 사이클 효율에 영향을 미치는 오염을 유발할 수 있으므로 코팅된 표면을 만지지 마십시오.
• 조립 전 베이킹: 사용 순서에 설명된 대로 셀 조립 직전에 절단된 전극 디스크를 진공 상태에서 60–80 °C로 2–4시간 동안 베이킹하십시오.
• 절단: 코인 셀 조립을 위해 수동 디스크 커터를 사용하여 전극을 12 mm 또는 14 mm 직경의 디스크로 절단하십시오. 파우치 셀의 경우, 정밀 커터를 사용하여 전극을 필요한 직사각형 치수로 절단할 수 있습니다.

엔지니어링 FAQ

Q1: LTO 음극의 집전체로 구리 호일 대신 알루미늄 호일을 사용하는 이유는 무엇입니까?

LTO는 흑연보다 높은 전위(~1.55 V vs. Li⁺/Li)에서 작동하므로, 음극 작동 전위에서 알루미늄이 부식되거나 리튬과 합금화되지 않습니다. 이를 통해 더 가볍고 저렴한 알루미늄 호일이 구리 호일을 대체하여 전극의 비활성 무게와 비용을 줄일 수 있습니다. 이는 흑연 음극 대비 LTO의 주요 장점 중 하나입니다.

Q2: 활물질 계산 공식은 무엇이며 어떻게 사용합니까?

공식은 다음과 같습니다: 활물질 질량 = (전극 디스크 질량(mg) − 디스크 면적(cm²) × 집전체 면적 밀도(mg/cm²)) × 활물질 질량 분율

예를 들어, 14 mm 직경 디스크(면적 = 1.54 cm²)의 무게가 25 mg이고, TOB-LTO-A 값을 사용하는 경우(집전체 면적 밀도 4.22 mg/cm², 활물질 분율 93.5 %):

• 호일 질량 = 1.54 × 4.22 = 6.5 mg
• 코팅 질량 = 25 − 6.5 = 18.5 mg
• 활물질 질량 = 18.5 × 0.935 = 17.3 mg

이 활물질 질량은 테스트 전류를 계산하는 데 사용됩니다.

Q3: LTO 하프 셀 조립을 위한 권장 코인 셀 조립 순서는 무엇입니까?

권장 순서는 다음과 같습니다: 음극 케이스 → 리튬 디스크 → 전해질 → 분리막 → 전해질 → LTO 전극 디스크 → 스페이서 → 스프링 → 양극 케이스. 이 구성에서 LTO 전극은 양극 측 전극이며(리튬 금속 대비 테스트), 셀은 유압식 수동 코인 셀 크림퍼를 사용하여 크림핑합니다.

Q4: 조립된 셀을 사이클링하기 위한 테스트 전류는 어떻게 계산해야 합니까?

테스트 전류는 활물질 질량과 공칭 비용량(160 mAh/g)으로부터 계산됩니다: 1C 전류(mA) = 활물질 질량(mg) × 0.001 × 160 (mAh/g), 0.1C 전류 = 1C 전류 × 0.1

예를 들어, 활물질 질량이 17.3 mg인 경우: 1C 전류 = 17.3 × 0.001 × 160 = 2.77 mA; 0.1C 전류 = 0.277 mA. 전압 범위를 1.0–2.5 V로 설정하십시오.

Q5: 포장을 개봉한 후 남은 전극 시트는 어떻게 보관해야 합니까?

제조업체의 지침에 따라, 포장을 개봉한 후 전극 시트는 밀봉하여 글로브 박스 또는 60 °C 오븐에 보관해야 합니다. 이는 LTO 코팅에 수분이 흡착되는 것을 방지하며, 수분이 흡착될 경우 셀의 잔류 수분이 증가하여 형성 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.

사전 코팅되고 품질이 관리된 음극 전극으로 재현 가능한 LTO 하프 셀 또는 풀 셀을 조립할 준비가 되셨습니까? TOB-LTO-A에 대한 견적을 요청하거나, 전해질 조합, 셀 고정 장치 호환성 및 테스트 전류 계산에 대한 안내가 필요하시면 당사 배터리 소재 엔지니어에게 문의하십시오.

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