Високопродуктивний акумулятор:Літій-іонний акумуляторскладається з чотирьох основних частин: матеріалу позитивного електрода, матеріалу негативного електрода, сепаратора та електроліту.Серед них сепаратор є ключовим внутрішнім компонентомлітій-іонні акумулятори.Хоча він не бере безпосередньої участі в електрохімічній реакції, він відіграє життєво важливу роль у продуктивності акумулятора.Це не тільки впливає на ємність, продуктивність циклу та щільність струму заряду та розряду батареї, але також пов’язано з безпекою та терміном служби батареї.акумулятор.Сепаратор підтримує належну роботу та продуктивність батареї, створюючи канали іонної провідності, запобігаючи змішуванню електроліту та забезпечуючи механічну підтримку. Іонна провідність сепаратора безпосередньо впливає на швидкість заряду та розряду та ефективність батареї.Краща іонна провідність може підвищити щільність потужності батареї.Крім того, ефективність ізоляції електроліту сепаратора визначає безпеку батареї.Ефективна ізоляція електроліту між позитивним і негативним електродами може запобігти проблемам безпеки, таким як коротке замикання та перегрів.Сепаратор також повинен мати хорошу механічну міцність і гнучкість, щоб справлятися з розширенням і звуженням батареї та запобігати механічним пошкодженням і внутрішнім коротким замиканням.Крім того, сепаратор також повинен підтримувати структурну та функціональну стабільність під час роботичас автономної роботищоб забезпечити тривалу надійну роботу батареї. Хоча сепаратор не бере безпосередньої участі в електрохімічній реакції батареї, він має важливий вплив на ключові властивості, такі як ємність батареї, продуктивність циклу, швидкість заряду та розряду, безпека та термін служби .Тому розробка та оптимізація сепараторів є критично важливою для розробки та застосування літій-іонних акумуляторів.
1. Важлива функція роздільників влітій-іонні акумулятори
Сепаратори відіграють важливу роль у літій-іонних батареях.Це не лише фізичний бар’єр, який розділяє позитивний і негативний електроди, але також виконує такі важливі функції:1.Передача іонів: сепаратор повинен мати хороші характеристики пропускання іонів і забезпечувати вільну передачу іонів літію між позитивним і негативним електродами.У той же час сепаратор повинен ефективно блокувати передачу електронів, щоб запобігти коротким замиканням і саморозряду.2.Обслуговування електроліту: сепаратор повинен мати гарний опір проникненню розчинника, що може ефективно підтримувати рівномірний розподіл електроліту між позитивним і негативним електродами та запобігати втраті електроліту та змінам концентрації.3.Механічна міцність: сепаратор повинен мати достатню механічну міцність, щоб протистояти механічним навантаженням, таким як стиснення, розширення та вібрація батареї, щоб забезпечити стабільність і безпеку батареї.4.Термічна стабільність: сепаратор повинен мати хорошу термічну стабільність, щоб підтримувати структурну стабільність у високотемпературному середовищі та запобігати термічному витоку та термічному розкладанню.5.Вогнестійкість: сепаратор повинен мати гарну вогнезахисну здатність, яка може ефективно запобігти пожежі або вибуху батареї за ненормальних обставин. Щоб відповідати вищевказаним вимогам, сепаратори зазвичай виготовляються з полімерних матеріалів, таких як поліпропілен (PP), поліетилен (PE) тощо. Крім того, такі параметри, як товщина, пористість і розмір пор сепаратора, також впливатимуть на продуктивність акумулятора.Тому в процесі підготовки літій-іонних батарей дуже важливо вибрати відповідні матеріали сепаратора та оптимізувати конструкцію сепаратора.
2. Основна роль роздільників влітієві батареї:
У літій-іонних акумуляторах сепаратор відіграє ключову роль і виконує такі основні функції:1.Іонна провідність: сепаратор дозволяє іонам літію транспортуватися між позитивним і негативним електродами.Сепаратор зазвичай має високу іонну провідність, що може сприяти швидкому та рівномірному потоку іонів літію в акумуляторі та досягати ефективного заряджання та розряджання акумулятора.2.Безпека батареї: сепаратор може запобігти прямому контакту та короткому замиканню між позитивним і негативним електродами, уникнути надмірного струму та перегріву всередині батареї та забезпечити безпеку батареї.3.Ізоляція електроліту: сепаратор запобігає змішуванню газів, домішок та інших речовин в електроліті батареї між позитивним і негативним електродами, уникаючи непотрібних хімічних реакцій і втрат, а також зберігаючи стабільність і термін служби батареї.4.Механічна опора: сепаратор виконує роль механічної опори в акумуляторі.Він може фіксувати положення позитивних і негативних електродів та інших компонентів акумулятора.Він також має певний ступінь гнучкості та можливості розширення, щоб адаптуватися до розширення та звуження батареї. Сепаратори відіграють важливу роль у іонній провідності, безпеці батареї, ізоляції електроліту та механічній опорі в літій-іонних батареях.Це може забезпечити стабільну роботу та продуктивність акумулятора.
3. Типи сепараторів літій-іонних батарей
Існує багато типів сепараторів літій-іонних акумуляторів, найпоширеніші з яких:1.Поліпропіленовий (ПП) сепаратор: наразі це найбільш часто використовуваний матеріал сепаратора.Поліпропіленові сепаратори мають відмінну хімічну стійкість, добру термічну стабільність і механічну міцність, водночас володіючи помірною селективністю іонів і провідними властивостями.2.Поліімідний (PI) сепаратор: Поліімідний сепаратор має високу термостійкість і хімічну стабільність і може підтримувати стабільну продуктивність у середовищі з високою температурою.Через стійкість до високої напруги поліімідні сепаратори часто використовуються в батареях з високою щільністю енергії та високими вимогами до потужності.3.Поліетиленовий (ПЕ) сепаратор: Поліетиленовий сепаратор має високу іонну провідність і хорошу механічну міцність і часто використовується в окремих типах літій-іонних батарей, таких як суперконденсатори та літій-сірчані батареї.4.Композитна керамічна діафрагма: композитна керамічна діафрагма виготовлена з полімерної підкладки, армованої керамічним волокном.Він має високу механічну міцність і термостійкість і може витримувати високу температуру і фізичні пошкодження.5.Нанопоровий сепаратор: нанопоровий сепаратор використовує відмінну іонну провідність нанопористої структури, водночас добру механічну міцність і хімічну стабільність.Очікується, що він буде застосовуватися в літій-іонних батареях з вимогами високої потужності та тривалого терміну служби. Ці сепаратори з різних матеріалів і структур можна вибирати та оптимізувати відповідно до різних конструкцій акумуляторів і вимог до продуктивності.
4. Вимоги до продуктивності сепараторів літій-іонних батарей
Літій-іонні сепаратори акумуляторів є критично важливим компонентом із такими вимогами до продуктивності:1.Висока провідність електроліту: сепаратор повинен мати високу провідність електроліту, щоб сприяти іонній провідності між позитивним і негативним електродами для досягнення ефективного заряджання та розряджання акумулятора.2.Чудова селективність іонів: сепаратор повинен мати хорошу селективність іонів, дозволяючи пропускати лише іони літію та запобігаючи проникненню або реакції інших речовин в батарею.3.Хороша термічна стабільність: сепаратор повинен мати гарну термічну стабільність і бути здатним підтримувати структурну стабільність за екстремальних умов, таких як висока температура або перезарядження, щоб запобігти витоку тепла або випаровуванню електроліту та іншим проблемам.4.Відмінна механічна міцність і гнучкість: сепаратор повинен мати високу механічну міцність і гнучкість, щоб запобігти таким проблемам, як короткі замикання на краю або внутрішні пошкодження, а також адаптуватися до розширення і звуження батареї.5.Гарна хімічна стійкість: сепаратор повинен мати гарну хімічну стійкість і бути здатним протистояти корозії або забрудненню сепаратора електролітами, газами та домішками в акумуляторі.6.Низький опір і низька проникність: сепаратор повинен мати низький опір і низьку проникність, щоб зменшити втрату опору та втрату електроліту всередині батареї. Вимоги до продуктивності сепараторів літій-іонних батарей полягають у високій провідності електроліту, чудовій селективності іонів, хорошій термічній стабільності, відмінній механічній якості. міцність і гнучкість, хороша хімічна стійкість, низька стійкість і низька проникність.Ці вимоги до продуктивності забезпечують безпеку батареї, термін служби та щільність енергії.
Час публікації: 15 вересня 2023 р