Visokozmogljiva baterija:Litij-ionska baterijaje sestavljen iz štirih glavnih delov: materiala pozitivne elektrode, materiala negativne elektrode, separatorja in elektrolita.Med njimi je separator ključna notranja komponenta vlitij-ionske baterije.Čeprav ne sodeluje neposredno v elektrokemični reakciji, igra ključno vlogo pri delovanju baterije.Ne vpliva samo na zmogljivost, zmogljivost cikla in gostoto polnilnega in praznilnega toka baterije, ampak je povezana tudi z varnostjo in življenjsko dobo baterije.baterijo.Separator ohranja pravilno delovanje in zmogljivost baterije z zagotavljanjem ionskih prevodnih kanalov, preprečevanjem mešanja elektrolitov in zagotavljanjem mehanske podpore. Ionska prevodnost separatorja neposredno vpliva na hitrost polnjenja in praznjenja ter učinkovitost baterije.Boljša ionska prevodnost lahko izboljša gostoto moči baterije.Poleg tega učinkovitost izolacije elektrolita separatorja določa varnost baterije.Učinkovita izolacija elektrolita med pozitivno in negativno elektrodo lahko prepreči varnostne težave, kot so kratki stiki in pregrevanje.Separator mora imeti tudi dobro mehansko trdnost in prožnost, da se spopade z raztezanjem in krčenjem baterije ter prepreči mehanske poškodbe in notranje kratke stike.Poleg tega mora separator ohranjati strukturno in funkcionalno stabilnost medživljenjska doba baterijeza zagotovitev dolgoročnega zanesljivega delovanja baterije. Čeprav separator ne sodeluje neposredno pri elektrokemični reakciji baterije, ima pomemben vpliv na ključne lastnosti, kot so zmogljivost baterije, zmogljivost cikla, hitrost polnjenja in praznjenja, varnost in življenjska doba .Zato sta razvoj in optimizacija separatorjev ključnega pomena za razvoj in uporabo litij-ionskih baterij.
1. Pomembna funkcija ločil vlitij-ionske baterije
Separatorji igrajo ključno vlogo pri litij-ionskih baterijah.Ni samo fizična pregrada, ki ločuje pozitivne in negativne elektrode, ampak ima tudi naslednje pomembne funkcije:1.Prenos ionov: Separator mora imeti dober prenos ionov in omogočati prost prenos litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo.Hkrati mora separator učinkovito blokirati prenos elektronov, da prepreči kratke stike in samopraznjenje.2.Vzdrževanje elektrolita: Separator mora imeti dobro odpornost na prodiranje topil, kar lahko učinkovito vzdržuje enakomerno porazdelitev elektrolita med pozitivnimi in negativnimi elektrodami ter preprečuje izgubo elektrolita in spremembe koncentracije.3.Mehanska trdnost: Separator mora imeti zadostno mehansko trdnost, da prenese mehanske obremenitve, kot so stiskanje, raztezanje in tresenje baterije, da se zagotovi stabilnost in varnost baterije.4.Toplotna stabilnost: Separator mora imeti dobro toplotno stabilnost, da ohrani strukturno stabilnost v visokotemperaturnih okoljih in prepreči toplotno uhajanje in toplotno razgradnjo.5.Odpornost na gorenje: Separator mora imeti dobro odpornost na gorenje, ki lahko učinkovito prepreči požar ali eksplozijo baterije v neobičajnih okoliščinah. Da bi izpolnili zgornje zahteve, so separatorji običajno izdelani iz polimernih materialov, kot so polipropilen (PP), polietilen (PE) itd. Poleg tega bodo parametri, kot so debelina, poroznost in velikost por separatorja, prav tako vplivali na delovanje baterije.Zato je v procesu priprave litij-ionskih baterij zelo pomembno izbrati ustrezne materiale separatorja in optimizirati konstrukcijsko zasnovo separatorja.
2. Glavna vloga ločil vlitijeve baterije:
Pri litij-ionskih baterijah ima separator ključno vlogo in ima naslednje glavne funkcije:1.Ionska prevodnost: Separator omogoča transport litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo.Separator ima običajno visoko ionsko prevodnost, ki lahko spodbuja hiter in enakomeren pretok litijevih ionov v bateriji ter doseže učinkovito polnjenje in praznjenje baterije.2.Varnost baterije: Ločevalnik lahko prepreči neposreden stik in kratek stik med pozitivnimi in negativnimi elektrodami, prepreči prekomerni tok in pregrevanje znotraj baterije ter zagotovi varnost baterije.3.Izolacija elektrolita: Separator preprečuje mešanje plinov, nečistoč in drugih snovi v elektrolitu v bateriji med pozitivno in negativno elektrodo, s čimer se izogne nepotrebnim kemičnim reakcijam in izgubam ter ohranja stabilnost in življenjsko dobo baterije.4.Mehanska podpora: Separator igra vlogo mehanske podpore v bateriji.Lahko popravi položaje pozitivnih in negativnih elektrod ter drugih komponent baterije.Ima tudi določeno stopnjo prožnosti in razširljivosti, da se prilagodi raztezanju in krčenju baterije. Separatorji igrajo pomembno vlogo pri ionski prevodnosti, varnosti baterije, izolaciji elektrolitov in mehanski podpori v litij-ionskih baterijah.Lahko zagotovi stabilno delovanje in zmogljivost baterije.
3. Vrste separatorjev litij-ionskih baterij
Obstaja veliko vrst ločevalnikov litij-ionskih baterij, pogosti vključujejo naslednje:1.Ločevalnik iz polipropilena (PP): To je trenutno najpogosteje uporabljen material za ločevanje.Polipropilenski separatorji imajo odlično kemično odpornost, dobro toplotno stabilnost in mehansko trdnost, hkrati pa imajo zmerno ionsko selektivnost in prevodne lastnosti.2.Poliimidni (PI) separator: poliimidni separator ima visoko toplotno stabilnost in kemično stabilnost ter lahko ohranja stabilno delovanje v okoljih z visoko temperaturo.Zaradi visoke napetostne odpornosti se poliimidni separatorji pogosto uporabljajo v baterijah z visoko energijsko gostoto in zahtevami po visoki moči.3.Polietilenski (PE) separator: Polietilenski separator ima visoko ionsko prevodnost in dobro mehansko trdnost ter se pogosto uporablja v posebnih vrstah litij-ionskih baterij, kot so superkondenzatorji in litij-žveplove baterije.4.Kompozitna keramična diafragma: Kompozitna keramična membrana je izdelana iz polimernega substrata, ojačanega s keramičnimi vlakni.Ima visoko mehansko trdnost in toplotno odpornost ter lahko prenese visoke temperature in fizične poškodbe.5.Ločevalnik nanopor: Ločevalnik nanopor izkorišča odlično ionsko prevodnost strukture nanopor, hkrati pa dosega dobro mehansko trdnost in kemično stabilnost.Pričakuje se, da se bo uporabljal v litij-ionskih baterijah z zahtevami po visoki moči in dolgi življenjski dobi. Te separatorje iz različnih materialov in struktur je mogoče izbrati in optimizirati glede na različne zasnove baterij in zahteve glede zmogljivosti.
4. Zahteve glede zmogljivosti separatorjev litij-ionskih baterij
Ločevalniki litij-ionskih baterij so kritična komponenta z naslednjimi zahtevami glede zmogljivosti:1.Visoka prevodnost elektrolita: Separator mora imeti visoko prevodnost elektrolita, da spodbuja ionsko prevodnost med pozitivno in negativno elektrodo, da se doseže učinkovito polnjenje in praznjenje baterije.2.Odlična ionska selektivnost: Separator mora imeti dobro ionsko selektivnost, ki omogoča samo prenos litijevih ionov in preprečuje prodiranje ali reakcijo drugih snovi v bateriji.3.Dobra toplotna stabilnost: Separator mora imeti dobro toplotno stabilnost in mora biti sposoben ohraniti strukturno stabilnost v ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura ali prekomerno polnjenje, da se prepreči toplotni odtok ali izhlapevanje elektrolita in druge težave.4.Odlična mehanska trdnost in prožnost: separator mora imeti visoko mehansko trdnost in prožnost, da prepreči težave, kot so kratki stiki na robovih ali notranje poškodbe, in se prilagodi raztezanju in krčenju baterije.5.Dobra kemična odpornost: Separator mora imeti dobro kemično odpornost in mora biti odporen proti koroziji ali kontaminaciji separatorja z elektroliti, plini in nečistočami v bateriji.6.Nizek upor in nizka prepustnost: separator mora imeti nizko upornost in nizko prepustnost, da se zmanjša izguba upora in elektrolitov v bateriji. Zahteve glede zmogljivosti separatorjev litij-ionskih baterij so visoka prevodnost elektrolitov, odlična selektivnost ionov, dobra toplotna stabilnost, odlična mehanska stabilnost. trdnost in prožnost, dobra kemična odpornost, nizka odpornost in nizka prepustnost.Te zahteve glede zmogljivosti zagotavljajo varnost baterije, življenjsko dobo in gostoto energije.
Čas objave: 15. septembra 2023