Högpresterande batteri:Litium jon batteribestår av fyra huvuddelar: positivt elektrodmaterial, negativt elektrodmaterial, separator och elektrolyt.Bland dem är separatorn en viktig inre komponent ilitiumjonbatterier.Även om den inte direkt deltar i den elektrokemiska reaktionen, spelar den en viktig roll för batteriets prestanda.Det påverkar inte bara batteriets kapacitet, cykelprestanda och laddnings- och urladdningsströmtäthet, utan är också relaterat till säkerheten och livslängden för batterietbatteri.Separatorn bibehåller korrekt batteridrift och prestanda genom att tillhandahålla jonledningskanaler, förhindra elektrolytblandning och tillhandahålla mekaniskt stöd. Separatorns jonledningsförmåga påverkar direkt laddnings- och urladdningshastigheten och effektiviteten hos batteriet.Bättre jonledningsförmåga kan förbättra batteriets effekttäthet.Dessutom avgör separatorns elektrolytisoleringsprestanda batteriets säkerhet.Effektiv isolering av elektrolyten mellan de positiva och negativa elektroderna kan förhindra säkerhetsproblem som kortslutning och överhettning.Separatorn behöver också ha god mekanisk hållfasthet och flexibilitet för att klara utvidgningen och sammandragningen av batteriet och förhindra mekanisk skada och interna kortslutningar.Dessutom måste separatorn också bibehålla strukturell och funktionell stabilitet under tidenBatteri-livför att säkerställa långsiktig tillförlitlig drift av batteriet. Även om separatorn inte direkt deltar i batteriets elektrokemiska reaktion, har den en viktig inverkan på nyckelegenskaper som batterikapacitet, cykelprestanda, laddnings- och urladdningshastighet, säkerhet och livslängd .Därför är utvecklingen och optimeringen av separatorer av avgörande betydelse för utvecklingen och tillämpningen av litiumjonbatterier.
1. Den viktiga funktionen av separatorer ilitiumjonbatterier
Separatorer spelar en viktig roll i litiumjonbatterier.Det är inte bara en fysisk barriär som skiljer de positiva och negativa elektroderna, utan har även följande viktiga funktioner:1.Jonöverföring: Separatorn måste ha bra jonöverföringsprestanda och kunna tillåta litiumjoner att överföra fritt mellan de positiva och negativa elektroderna.Samtidigt måste separatorn effektivt blockera överföringen av elektroner för att förhindra kortslutning och självurladdning.2.Underhåll av elektrolyt: Separatorn måste ha god motståndskraft mot penetration av lösningsmedel, vilket effektivt kan upprätthålla den enhetliga fördelningen av elektrolyt mellan de positiva och negativa elektroderna och förhindra förlust av elektrolyt och koncentrationsförändringar.3.Mekanisk hållfasthet: Separatorn måste ha tillräcklig mekanisk hållfasthet för att motstå mekanisk påfrestning såsom kompression, expansion och vibration av batteriet för att säkerställa batteriets stabilitet och säkerhet.4.Termisk stabilitet: Separatorn behöver ha god termisk stabilitet för att bibehålla strukturell stabilitet i högtemperaturmiljöer och förhindra termisk flykt och termisk nedbrytning.5.Flamskydd: Separatorn måste ha god flamskyddsförmåga, vilket effektivt kan förhindra batteriet från brand eller explosion under onormala omständigheter. För att uppfylla ovanstående krav är separatorer vanligtvis gjorda av polymermaterial, såsom polypropen (PP), polyeten (PE) etc. Dessutom kommer parametrar som tjocklek, porositet och porstorlek på separatorn också att påverka batteriets prestanda.Därför, i förberedelseprocessen för litiumjonbatterier, är det mycket viktigt att välja lämpliga separatormaterial och optimera separatorns strukturella design.
2. Separatorernas huvudroll ilitiumbatterier:
I litiumjonbatterier spelar separatorn en nyckelroll och har följande huvudfunktioner:1.Jonledning: Separatorn gör att litiumjoner kan transporteras mellan de positiva och negativa elektroderna.Separatorn har vanligtvis hög jonledningsförmåga, vilket kan främja det snabba och jämna flödet av litiumjoner i batteriet och uppnå effektiv laddning och urladdning av batteriet.2.Batterisäkerhet: Separatorn kan förhindra direktkontakt och kortslutning mellan de positiva och negativa elektroderna, undvika överström och överhettning inuti batteriet och ge batterisäkerhet.3.Elektrolytisolering: Separatorn förhindrar att gaser, föroreningar och andra ämnen i elektrolyten i batteriet blandas mellan de positiva och negativa elektroderna, undviker onödiga kemiska reaktioner och förluster, och bibehåller batteriets stabilitet och livslängd.4.Mekaniskt stöd: Separatorn spelar rollen som mekaniskt stöd i batteriet.Den kan fixera positionerna för de positiva och negativa elektroderna och andra batterikomponenter.Den har också en viss grad av flexibilitet och utvidgningsmöjligheter för att anpassa sig till batteriets expansion och sammandragning. Separatorer spelar en viktig roll för jonledning, batterisäkerhet, elektrolytisolering och mekaniskt stöd i litiumjonbatterier.Det kan säkerställa stabil drift och prestanda hos batteriet.
3. Typer av litiumjonbatteriseparatorer
Det finns många typer av litiumjonbatteriseparatorer, de vanliga inkluderar följande:1.Polypropen (PP) separator: Detta är för närvarande det vanligaste separatormaterialet.Polypropenseparatorer har utmärkt kemisk beständighet, god termisk stabilitet och mekanisk styrka, samtidigt som de besitter måttlig jonselektivitet och ledande egenskaper.2.Polyimid (PI) separator: Polyimid separator har hög termisk stabilitet och kemisk stabilitet, och kan bibehålla stabil prestanda i högtemperaturmiljöer.På grund av sin höga spänningsresistans används polyimidseparatorer ofta i batterier med hög energitäthet och höga effektkrav.3.Polyeten (PE) separator: Polyeten separator har hög jonledningsförmåga och god mekanisk hållfasthet, och används ofta i specifika typer av litiumjonbatterier, såsom superkondensatorer och litium-svavelbatterier.4.Kompositkeramiskt membran: Kompositkeramiskt membran är tillverkat av keramiskt fiberförstärkt polymersubstrat.Den har hög mekanisk styrka och värmebeständighet och tål hög temperatur och fysisk skada.5.Nanopore separator: Nanopore separator använder den utmärkta jonledningsförmågan hos nanopore strukturen, samtidigt som den möter god mekanisk styrka och kemisk stabilitet.Den förväntas användas i litiumjonbatterier med hög effekt och lång livslängd. Dessa separatorer av olika material och strukturer kan väljas och optimeras enligt olika batterikonstruktioner och prestandakrav.
4. Prestandakrav för litiumjonbatteriseparatorer
Litiumjonbatteriseparatorer är en kritisk komponent med följande prestandakrav:1.Hög elektrolytledningsförmåga: Separatorn måste ha hög elektrolytledningsförmåga för att främja jonledning mellan de positiva och negativa elektroderna för att uppnå effektiv laddning och urladdning av batteriet.2.Utmärkt jonselektivitet: Separatorn måste ha god jonselektivitet, som endast tillåter överföring av litiumjoner och förhindrar penetration eller reaktion av andra ämnen i batteriet.3.Bra termisk stabilitet: Separatorn behöver ha god termisk stabilitet och kunna bibehålla strukturell stabilitet under extrema förhållanden såsom hög temperatur eller överladdning för att förhindra termisk rusning eller elektrolytavdunstning och andra problem.4.Utmärkt mekanisk hållfasthet och flexibilitet: Separatorn behöver ha hög mekanisk hållfasthet och flexibilitet för att förhindra problem som kantkortslutning eller inre skador och för att anpassa sig till batteriets expansion och sammandragning.5.God kemisk beständighet: Separatorn behöver ha god kemisk beständighet och kunna motstå korrosion eller kontaminering av separatorn av elektrolyter, gaser och föroreningar i batteriet.6.Lågt motstånd och låg permeabilitet: Separatorn bör ha låg resistans och låg permeabilitet för att minska resistansförlust och elektrolytförlust inuti batteriet. Prestandakraven för litiumjonbatteriseparatorer är hög elektrolytledningsförmåga, utmärkt jonselektivitet, bra termisk stabilitet, utmärkt mekanisk styrka och flexibilitet, god kemisk beständighet, låg resistans och låg permeabilitet.Dessa prestandakrav säkerställer batterisäkerhet, cykellivslängd och energitäthet.
Posttid: 15 september 2023