Baterie de înaltă performanță:Baterie litiu-ioneste compus din patru părți principale: material electrod pozitiv, material electrod negativ, separator și electrolit.Printre acestea, separatorul este o componentă interioară cheie înbaterii litiu-ion.Deși nu participă direct la reacția electrochimică, joacă un rol vital în performanța bateriei.Nu afectează numai capacitatea, performanța ciclului și densitatea curentului de încărcare și descărcare a bateriei, dar este, de asemenea, legat de siguranța și durata de viață a bateriei.baterie.Separatorul menține funcționarea și performanța corespunzătoare a bateriei prin furnizarea de canale de conducție ionică, prevenind amestecarea electroliților și oferind suport mecanic. Conductivitatea ionică a separatorului afectează direct viteza de încărcare și descărcare și eficiența bateriei.O conductivitate ionică mai bună poate îmbunătăți densitatea de putere a bateriei.În plus, performanța de izolare a electroliților a separatorului determină siguranța bateriei.Izolarea eficientă a electrolitului între electrozii pozitivi și negativi poate preveni problemele de siguranță, cum ar fi scurtcircuite și supraîncălzire.De asemenea, separatorul trebuie să aibă o rezistență mecanică și o flexibilitate bună pentru a face față expansiunii și contracției bateriei și pentru a preveni deteriorarea mecanică și scurtcircuitele interne.În plus, separatorul trebuie să mențină stabilitatea structurală și funcțională în timpuldurata de viata a baterieipentru a asigura funcționarea fiabilă pe termen lung a bateriei. Deși separatorul nu participă direct la reacția electrochimică a bateriei, are un impact important asupra proprietăților cheie, cum ar fi capacitatea bateriei, performanța ciclului, viteza de încărcare și descărcare, siguranță și durata de viață. .Prin urmare, dezvoltarea și optimizarea separatoarelor au o importanță critică pentru dezvoltarea și aplicarea bateriilor litiu-ion.
1. Funcția importantă a separatoarelor înbaterii litiu-ion
Separatoarele joacă un rol vital în bateriile litiu-ion.Nu este doar o barieră fizică care separă electrozii pozitivi și negativi, ci are și următoarele funcții importante:1.Transmisia ionică: Separatorul trebuie să aibă performanțe bune de transmisie ionică și să poată permite ionilor de litiu să transmită liber între electrozii pozitivi și negativi.În același timp, separatorul trebuie să blocheze eficient transmisia electronilor pentru a preveni scurtcircuite și auto-descărcare.2.Întreținerea electrolitului: Separatorul trebuie să aibă o rezistență bună la pătrunderea solventului, care poate menține în mod eficient distribuția uniformă a electrolitului între electrozii pozitivi și negativi și poate preveni pierderea electrolitului și modificările concentrației.3.Rezistență mecanică: Separatorul trebuie să aibă o rezistență mecanică suficientă pentru a rezista la stres mecanic cum ar fi compresia, expansiunea și vibrația bateriei pentru a asigura stabilitatea și siguranța bateriei.4.Stabilitate termică: Separatorul trebuie să aibă o stabilitate termică bună pentru a menține stabilitatea structurală în medii cu temperaturi ridicate și pentru a preveni evadarea termică și descompunerea termică.5.Ignifugă: separatorul trebuie să aibă o rezistență bună la flacără, care poate preveni eficient incendiul sau explozia bateriei în circumstanțe anormale. Pentru a îndeplini cerințele de mai sus, separatoarele sunt de obicei realizate din materiale polimerice, cum ar fi polipropilena (PP), polietilena. (PE), etc. În plus, parametri precum grosimea, porozitatea și dimensiunea porilor separatorului vor afecta, de asemenea, performanța bateriei.Prin urmare, în procesul de pregătire a bateriilor litiu-ion, este foarte important să selectați materialele de separare adecvate și să optimizați designul structural al separatorului.
2. Rolul principal al separatorilor înbaterii cu litiu:
În bateriile litiu-ion, separatorul joacă un rol cheie și are următoarele funcții principale:1.Conducție ionică: separatorul permite transportul ionilor de litiu între electrozii pozitivi și negativi.Separatorul are de obicei o conductivitate ionică ridicată, care poate promova fluxul rapid și uniform al ionilor de litiu în baterie și poate realiza o încărcare și descărcare eficientă a bateriei.2.Siguranța bateriei: separatorul poate preveni contactul direct și scurtcircuitul între electrozii pozitivi și negativi, poate evita supracurența și supraîncălzirea în interiorul bateriei și poate oferi siguranță bateriei.3.Izolarea electroliților: Separatorul previne amestecarea gazelor, impurităților și a altor substanțe din electrolitul din baterie între electrozii pozitivi și negativi, evitând reacțiile și pierderile chimice inutile și menținând stabilitatea și ciclul de viață al bateriei.4.Suport mecanic: Separatorul joaca rolul de suport mecanic in baterie.Poate fixa pozițiile electrozilor pozitivi și negativi și ale altor componente ale bateriei.Are, de asemenea, un anumit grad de flexibilitate și expansibilitate pentru a se adapta la extinderea și contracția bateriei. Separatoarele joacă un rol important în conducția ionică, siguranța bateriei, izolarea electroliților și suportul mecanic în bateriile litiu-ion.Poate asigura funcționarea și performanța stabilă a bateriei.
3. Tipuri de separatoare de baterii litiu-ion
Există multe tipuri de separatoare de baterii litiu-ion, cele comune includ următoarele:1.Separator din polipropilenă (PP): acesta este în prezent cel mai des folosit material de separare.Separatoarele din polipropilenă au rezistență chimică excelentă, stabilitate termică bună și rezistență mecanică, în timp ce posedă selectivitate ionică moderată și proprietăți conductoare.2.Separator de poliimidă (PI): Separatorul de poliimidă are stabilitate termică ridicată și stabilitate chimică și poate menține performanța stabilă în medii cu temperaturi ridicate.Datorită rezistenței sale la înaltă tensiune, separatoarele de poliimidă sunt adesea folosite în bateriile cu densitate mare de energie și cerințe mari de putere.3.Separator de polietilenă (PE): Separatorul de polietilenă are o conductivitate ionică ridicată și o rezistență mecanică bună și este adesea folosit în anumite tipuri de baterii litiu-ion, cum ar fi supercondensatoare și baterii cu sulf litiu.4.Diafragma ceramică compozită: Diafragma ceramică compozită este realizată dintr-un substrat de polimer armat cu fibre ceramice.Are rezistență mecanică ridicată și rezistență la căldură și poate rezista la temperaturi ridicate și daune fizice.5.Separator de nanopori: separatorul de nanopori utilizează conductivitate ionică excelentă a structurii nanoporului, îndeplinește în același timp o bună rezistență mecanică și stabilitate chimică.Este de așteptat să fie aplicat în bateriile litiu-ion cu cerințe de putere mare și durată lungă de viață. Acești separatori din diferite materiale și structuri pot fi selectați și optimizați în funcție de diferitele modele de baterie și cerințe de performanță.
4. Cerințe de performanță ale separatoarelor de baterii litiu-ion
Separatoarele bateriei litiu-ion sunt o componentă critică cu următoarele cerințe de performanță:1.Conductivitate mare a electrolitului: Separatorul trebuie să aibă o conductivitate mare a electrolitului pentru a promova conducția ionică între electrozii pozitivi și negativi pentru a obține o încărcare și descărcare eficientă a bateriei.2.Selectivitate ionică excelentă: Separatorul trebuie să aibă o selectivitate ionică bună, permițând doar transmiterea ionilor de litiu și împiedicând pătrunderea sau reacția altor substanțe în baterie.3.Stabilitate termică bună: Separatorul trebuie să aibă o stabilitate termică bună și să poată menține stabilitatea structurală în condiții extreme, cum ar fi temperaturi ridicate sau supraîncărcare, pentru a preveni evaporarea termică sau evaporarea electroliților și alte probleme.4.Rezistență mecanică și flexibilitate excelente: Separatorul trebuie să aibă rezistență mecanică și flexibilitate ridicate pentru a preveni probleme precum scurtcircuite la margini sau deteriorări interne și pentru a se adapta la extinderea și contracția bateriei.5.Rezistență chimică bună: Separatorul trebuie să aibă o rezistență chimică bună și să poată rezista la coroziune sau contaminare a separatorului cu electroliți, gaze și impurități din baterie.6.Rezistență scăzută și permeabilitate scăzută: Separatorul ar trebui să aibă rezistență scăzută și permeabilitate scăzută pentru a reduce pierderile de rezistență și pierderile de electroliți în interiorul bateriei. Cerințele de performanță ale separatoarelor de baterii litiu-ion sunt conductivitate ridicată a electroliților, selectivitate excelentă a ionilor, stabilitate termică bună, mecanică excelentă. rezistență și flexibilitate, rezistență chimică bună, rezistență scăzută și permeabilitate scăzută.Aceste cerințe de performanță asigură siguranța bateriei, durata de viață și densitatea energiei.
Ora postării: 15-sept-2023