Litijumseparator baterijadjeluje kao zaštitna barijera između pozitivne i negativne elektrode, provodeći ione, ali ne i elektrone. U idealnom stanju nakon punjenja i formiranja elektrolita, separator treba da održava potpun i ravan kontakt sa elektrodama. Međutim, kada rastavljamo baterije, često nalazimo jako naborano na separatoru. (Ovo se takođe može jasno uočiti kroz naboranje negativne elektrode).
U nastavku raspravljamo o naboranju separatora u tri aspekta: opasnosti, uzroci i rješenja.
I. Opasnosti od naboranja separatora:
Povećani unutrašnji otpor:Mikroporozna struktura separatora je oštećena na naboranim područjima, ometajući puteve transporta litijum{0}}jona. Ovo povećava unutrašnji otpor za 15%-30%, značajno smanjujući efikasnost punjenja i pražnjenja.
Fade kapaciteta:Neravnomjerna infiltracija elektrolita u naborane regije dovodi do smanjenog korištenja aktivnih materijala. Eksperimentalni podaci iz određene NMC katodne baterije pokazali su stopu smanjenja kapaciteta do 8% na 100 ciklusa.
Rast litijum dendrita i rizik od kratkog spoja:Naboranje uzrokuje lokalizirano povećanje gustine struje, povećavajući vjerovatnoću rasta litijum dendrita na površini grafitne anode i povećavajući rizik od kratkih spojeva.
II. Uzroci naboranja separatora:
Defekti materijala:Separatori sa površinskom hrapavostom > 0,3 μm (standardna vrednost Ra 0,1-0,3 μm) ili zateznom čvrstoćom < 300 MPa skloniji su nabiranju.
Defekti procesa: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 stepeni gde je dozvoljena vrednost manja ili jednaka 2 stepena).
Nerazuman proces vrućeg presovanja:Neodgovarajuće postavke za parametre vrućeg presovanja - pritisak, temperaturu, vrijeme - rezultiraju lošim oblikovanjem rolne elektrode.
Nerazuman proces punjenja elektrolita:Proces punjenja obično uključuje (vakuumsko izvlačenje - primarno punjenje - stojeće - prethodno-punjenje - izvlačenje vakuumom - sekundarno punjenje). Ako je podtlak vakuuma previsok ili je brzina previsoka, to može lako uzrokovati razdvajanje između separatora i elektroda. Nadalje, plin se stvara nakon pred-punjenja, a vakuumsko izvlačenje tokom sekundarnog punjenja može ukloniti i ovaj plin i dio elektrolita. Kada se gas izvuče, on može formirati kanale, što takođe dovodi do vidljivih bora.
Nepotpuna infiltracija elektrolita:Ako se elektrolit ne infiltrira u potpunosti, ostavljajući suva područja, praznine ili mjehuriće između elektroda i separatora, lako može doći do naboranja tokom vakuumskog izvlačenja.
Defekti površine elektrode:Urođeni defekti na elektrodama (kao što su izbočine, udubljenja, itd.) mogu lako uticati na to koliko dobro separator odgovara njima, što dovodi do naboranja.
III. Rješenja za razdvajanje bora:
Rješenja su često povezana s uzrocima i uključuju poboljšanje osnovnih svojstava separatora i poboljšanje procesa namotavanja, vrućeg presovanja, pečenja i punjenja elektrolitom. Istražite našelinija za proizvodnju baterijarješenja za optimizirane procese.
Produžavanjem vremena infiltracije i odgovarajućim povećanjem temperature infiltracije (npr. infiltracija na 45 stepeni), može se postići optimalno stanje infiltracije za elektrode.
Osim toga, osim poboljšanja procesa, korištenje obloženih separatora može efikasno riješiti problem nabora. Na primjer, separatori sa jednostranim-PVDF premazom značajno poboljšavaju prianjanje nakon vrućeg presovanja, potpuno eliminišući ili smanjujući bore. Saznajte više o našim naprednimmaterijal baterijeponude, uključujući obložene separatore.
TOB NEW ENERGY specijalizirana je za pružanje sveobuhvatnih rješenja za linije baterija, od pilotskih i istraživačkih linija do masovne proizvodnje. Nudimo prilagođenu opremu, naprednu tehničku podršku i cijeli niz visoko-materijala koji će vam pomoći da optimizirate procese proizvodnje i istraživanja baterija, efikasno rješavajući izazove kao što je nabor na separatoru.
