Vysoce výkonná baterie:Lithium-iontová bateriese skládá ze čtyř hlavních částí: materiál kladné elektrody, materiál záporné elektrody, separátor a elektrolyt.Mezi nimi je separátor klíčovou vnitřní součástílithium-iontové baterie.Přestože se přímo nepodílí na elektrochemické reakci, hraje zásadní roli ve výkonu baterie.Neovlivňuje pouze kapacitu, výkon cyklu a hustotu nabíjecího a vybíjecího proudu baterie, ale souvisí také s bezpečností a životností baterie.baterie.Separátor udržuje správnou funkci a výkon baterie tím, že poskytuje iontové vodivé kanály, zabraňuje míšení elektrolytu a poskytuje mechanickou podporu. Iontová vodivost separátoru přímo ovlivňuje rychlost nabíjení a vybíjení a účinnost baterie.Lepší iontová vodivost může zlepšit hustotu výkonu baterie.Kromě toho výkon izolace elektrolytu separátoru určuje bezpečnost baterie.Efektivní izolace elektrolytu mezi kladnými a zápornými elektrodami může zabránit bezpečnostním problémům, jako jsou zkraty a přehřátí.Separátor také potřebuje mít dobrou mechanickou pevnost a flexibilitu, aby se vyrovnal s expanzí a kontrakcí baterie a zabránil mechanickému poškození a vnitřním zkratům.Kromě toho musí separátor také udržovat strukturální a funkční stabilitu během provozuživotnost bateriepro zajištění dlouhodobého spolehlivého provozu baterie. Přestože se separátor přímo nepodílí na elektrochemické reakci baterie, má důležitý vliv na klíčové vlastnosti, jako je kapacita baterie, výkon cyklu, rychlost nabíjení a vybíjení, bezpečnost a životnost .Proto má vývoj a optimalizace separátorů zásadní význam pro vývoj a použití lithium-iontových baterií.
1. Důležitá funkce separátorů vlithium-iontové baterie
Separátory hrají v lithium-iontových bateriích zásadní roli.Není to pouze fyzická bariéra, která odděluje kladné a záporné elektrody, ale má také tyto důležité funkce:1.Iontový přenos: Separátor musí mít dobrý výkon pro přenos iontů a musí být schopen umožnit volný přenos iontů lithia mezi kladnou a zápornou elektrodou.Zároveň musí separátor účinně blokovat přenos elektronů, aby nedocházelo ke zkratům a samovybíjení.2.Údržba elektrolytu: Separátor musí mít dobrou odolnost proti pronikání rozpouštědla, což může účinně udržovat rovnoměrnou distribuci elektrolytu mezi kladnou a zápornou elektrodou a zabránit ztrátě elektrolytu a změnám koncentrace.3.Mechanická pevnost: Separátor musí mít dostatečnou mechanickou pevnost, aby vydržel mechanické namáhání, jako je stlačení, expanze a vibrace baterie, aby byla zajištěna stabilita a bezpečnost baterie.4.Tepelná stabilita: Separátor musí mít dobrou tepelnou stabilitu, aby si zachoval strukturální stabilitu v prostředí s vysokou teplotou a zabránil tepelnému úniku a tepelnému rozkladu.5.Zpomalovač hoření: Separátor musí mít dobrou zpomalovač hoření, který může účinně zabránit požáru nebo výbuchu baterie za abnormálních okolností. Aby byly splněny výše uvedené požadavky, jsou separátory obvykle vyrobeny z polymerních materiálů, jako je polypropylen (PP), polyethylen (PE) atd. Výkon baterie ovlivní také parametry, jako je tloušťka, pórovitost a velikost pórů separátoru.Proto je v procesu přípravy lithium-iontových baterií velmi důležité vybrat vhodné materiály separátoru a optimalizovat konstrukční řešení separátoru.
2. Hlavní role separátorů vlithiové baterie:
V lithium-iontových bateriích hraje separátor klíčovou roli a má tyto hlavní funkce:1.Iontové vedení: Separátor umožňuje transport lithiových iontů mezi kladnou a zápornou elektrodou.Separátor má obvykle vysokou iontovou vodivost, která může podporovat rychlý a rovnoměrný tok lithných iontů v baterii a dosáhnout účinného nabíjení a vybíjení baterie.2.Bezpečnost baterie: Separátor může zabránit přímému kontaktu a zkratu mezi kladnými a zápornými elektrodami, zabránit nadproudu a přehřátí uvnitř baterie a zajistit bezpečnost baterie.3.Izolace elektrolytu: Separátor zabraňuje mísení plynů, nečistot a dalších látek v elektrolytu v baterii mezi kladnou a zápornou elektrodou, zamezuje zbytečným chemickým reakcím a ztrátám a udržuje stabilitu a životnost baterie.4.Mechanická podpora: Separátor hraje roli mechanické podpory v baterii.Může fixovat polohu kladných a záporných elektrod a dalších součástí baterie.Má také určitý stupeň flexibility a rozšiřitelnosti, aby se mohl přizpůsobit roztahování a smršťování baterie. Separátory hrají důležitou roli ve vedení iontů, bezpečnosti baterie, izolaci elektrolytu a mechanické podpoře v lithium-iontových bateriích.Může zajistit stabilní provoz a výkon baterie.
3. Typy separátorů lithium-iontových baterií
Existuje mnoho typů oddělovačů lithium-iontových baterií, mezi běžné patří následující:1.Polypropylenový (PP) separátor: V současnosti se jedná o nejběžněji používaný separační materiál.Polypropylenové separátory mají vynikající chemickou odolnost, dobrou tepelnou stabilitu a mechanickou pevnost, přičemž mají střední iontovou selektivitu a vodivé vlastnosti.2.Polyimidový (PI) separátor: Polyimidový separátor má vysokou tepelnou stabilitu a chemickou stabilitu a může udržovat stabilní výkon v prostředí s vysokou teplotou.Polyimidové separátory se díky své vysoké napěťové odolnosti často používají v bateriích s vysokou hustotou energie a vysokými požadavky na výkon.3.Polyetylenový (PE) separátor: Polyetylenový separátor má vysokou iontovou vodivost a dobrou mechanickou pevnost a často se používá ve specifických typech lithium-iontových baterií, jako jsou superkondenzátory a lithium-sírové baterie.4.Kompozitní keramická diafragma: Kompozitní keramická membrána je vyrobena z polymerního substrátu vyztuženého keramickými vlákny.Má vysokou mechanickou pevnost a tepelnou odolnost a snese vysoké teploty a fyzické poškození.5.Nanopore separator: Nanopore separator využívá vynikající iontovou vodivost nanopórové struktury a zároveň splňuje dobrou mechanickou pevnost a chemickou stabilitu.Předpokládá se použití v lithium-iontových bateriích s požadavky na vysoký výkon a dlouhou životnost. Tyto separátory z různých materiálů a struktur lze vybrat a optimalizovat podle různých konstrukcí baterií a požadavků na výkon.
4. Požadavky na výkon separátorů lithium-iontových baterií
Separátory lithium-iontových baterií jsou kritickou součástí s následujícími požadavky na výkon:1.Vysoká vodivost elektrolytu: Separátor musí mít vysokou vodivost elektrolytu, aby se podpořilo vedení iontů mezi kladnou a zápornou elektrodou, aby bylo dosaženo účinného nabíjení a vybíjení baterie.2.Vynikající iontová selektivita: Separátor musí mít dobrou iontovou selektivitu, umožňující pouze přenos iontů lithia a zabraňující pronikání nebo reakci jiných látek v baterii.3.Dobrá tepelná stabilita: Separátor musí mít dobrou tepelnou stabilitu a musí být schopen udržovat strukturální stabilitu za extrémních podmínek, jako je vysoká teplota nebo přebíjení, aby se zabránilo tepelnému úniku nebo odpařování elektrolytu a dalším problémům.4.Vynikající mechanická pevnost a flexibilita: Separátor musí mít vysokou mechanickou pevnost a flexibilitu, aby se zabránilo problémům, jako jsou zkraty na hraně nebo vnitřní poškození, a aby se přizpůsobil expanzi a kontrakci baterie.5.Dobrá chemická odolnost: Separátor musí mít dobrou chemickou odolnost a musí být schopen odolat korozi nebo kontaminaci separátoru elektrolyty, plyny a nečistotami v baterii.6.Nízký odpor a nízká propustnost: Separátor by měl mít nízký odpor a nízkou propustnost, aby se snížily ztráty odporu a ztráty elektrolytu uvnitř baterie. Požadavky na výkon separátorů lithium-iontových baterií jsou vysoká vodivost elektrolytu, vynikající iontová selektivita, dobrá tepelná stabilita, vynikající mechanické vlastnosti pevnost a pružnost, dobrá chemická odolnost, nízká odolnost a nízká propustnost.Tyto požadavky na výkon zajišťují bezpečnost baterie, životnost cyklu a hustotu energie.
Čas odeslání: 15. září 2023