Bateria d'alt rendiment:Bateria de ions de litiEs compon de quatre parts principals: material d'elèctrode positiu, material d'elèctrode negatiu, separador i electròlit.Entre ells, el separador és un component intern claubateries de ions de liti.Tot i que no participa directament en la reacció electroquímica, té un paper vital en el rendiment de la bateria.No només afecta la capacitat, el rendiment del cicle i la densitat de corrent de càrrega i descàrrega de la bateria, sinó que també està relacionat amb la seguretat i la vida útil de la bateria.bateria.El separador manté el funcionament i el rendiment adequats de la bateria proporcionant canals de conducció iònica, evitant la barreja d'electròlits i proporcionant suport mecànic. La conductivitat iònica del separador afecta directament la velocitat de càrrega i descàrrega i l'eficiència de la bateria.Una millor conductivitat iònica pot millorar la densitat de potència de la bateria.A més, el rendiment d'aïllament d'electròlits del separador determina la seguretat de la bateria.L'aïllament efectiu de l'electròlit entre els elèctrodes positius i negatius pot evitar problemes de seguretat com curtcircuits i sobreescalfament.El separador també ha de tenir una bona resistència mecànica i flexibilitat per fer front a l'expansió i contracció de la bateria i evitar danys mecànics i curtcircuits interns.A més, el separador també ha de mantenir l'estabilitat estructural i funcional durant lavida de la bateriaper garantir un funcionament fiable a llarg termini de la bateria. Tot i que el separador no participa directament en la reacció electroquímica de la bateria, té un impacte important en propietats clau com ara la capacitat de la bateria, el rendiment del cicle, la velocitat de càrrega i descàrrega, la seguretat i la vida útil. .Per tant, el desenvolupament i l'optimització de separadors són d'una importància crítica per al desenvolupament i l'aplicació de bateries d'ions de liti.
1. La funció important dels separadors enbateries de ions de liti
Els separadors tenen un paper vital en les bateries d'ions de liti.No només és una barrera física que separa els elèctrodes positius i negatius, sinó que també té les següents funcions importants:1.Transmissió d'ions: el separador ha de tenir un bon rendiment de transmissió d'ions i poder permetre que els ions de liti es transmetin lliurement entre els elèctrodes positius i negatius.Al mateix temps, el separador ha de bloquejar eficaçment la transmissió d'electrons per evitar curtcircuits i autodescàrrega.2.Manteniment de l'electròlit: el separador ha de tenir una bona resistència a la penetració del dissolvent, que pot mantenir eficaçment la distribució uniforme de l'electròlit entre els elèctrodes positius i negatius i evitar la pèrdua d'electròlits i els canvis de concentració.3.Resistència mecànica: El separador ha de tenir una resistència mecànica suficient per suportar l'estrès mecànic com la compressió, l'expansió i la vibració de la bateria per garantir l'estabilitat i la seguretat de la bateria.4.Estabilitat tèrmica: el separador ha de tenir una bona estabilitat tèrmica per mantenir l'estabilitat estructural en ambients d'alta temperatura i evitar la fugida tèrmica i la descomposició tèrmica.5.Retard de flama: el separador ha de tenir una bona resistència a la flama, que pot prevenir eficaçment que la bateria s'incendi o exploti en circumstàncies anormals. Per complir els requisits anteriors, els separadors solen estar fets de materials polímers, com ara polipropilè (PP), polietilè. (PE), etc. A més, paràmetres com el gruix, la porositat i la mida dels porus del separador també afectaran el rendiment de la bateria.Per tant, en el procés de preparació de bateries d'ions de liti, és molt important seleccionar els materials de separació adequats i optimitzar el disseny estructural del separador.
2. El paper principal dels separadors enbateries de liti:
En les bateries de ions de liti, el separador té un paper clau i té les següents funcions principals: 1.Conducció iònica: el separador permet transportar ions de liti entre els elèctrodes positius i negatius.El separador sol tenir una alta conductivitat iònica, que pot promoure el flux ràpid i uniforme d'ions de liti a la bateria i aconseguir una càrrega i descàrrega eficients de la bateria.2.Seguretat de la bateria: el separador pot evitar el contacte directe i el curtcircuit entre els elèctrodes positius i negatius, evitar la sobreintensitat i el sobreescalfament dins de la bateria i proporcionar seguretat a la bateria.3.Aïllament d'electròlits: el separador evita que els gasos, impureses i altres substàncies de l'electròlit de la bateria es barregin entre els elèctrodes positius i negatius, evitant reaccions i pèrdues químiques innecessàries, i mantenint l'estabilitat i la vida útil de la bateria.4.Suport mecànic: el separador fa el paper de suport mecànic a la bateria.Pot fixar les posicions dels elèctrodes positius i negatius i altres components de la bateria.També té un cert grau de flexibilitat i expansibilitat per adaptar-se a l'expansió i contracció de la bateria. Els separadors tenen un paper important en la conducció iònica, la seguretat de la bateria, l'aïllament d'electròlits i el suport mecànic en bateries d'ions de liti.Pot garantir el funcionament i el rendiment estables de la bateria.
3. Tipus de separadors de bateries d'ions de liti
Hi ha molts tipus de separadors de bateries d'ions de liti, els comuns inclouen els següents:1.Separador de polipropilè (PP): aquest és el material separador més utilitzat actualment.Els separadors de polipropilè tenen una excel·lent resistència química, bona estabilitat tèrmica i resistència mecànica, alhora que posseeixen una selectivitat iònica moderada i propietats conductores.Separador de poliimida (PI): el separador de poliimida té una alta estabilitat tèrmica i química, i pot mantenir un rendiment estable en ambients d'alta temperatura.A causa de la seva alta resistència a la tensió, els separadors de poliimida s'utilitzen sovint en bateries amb alta densitat d'energia i requeriments d'alta potència.3.Separador de polietilè (PE): el separador de polietilè té una alta conductivitat iònica i una bona resistència mecànica, i s'utilitza sovint en tipus específics de bateries d'ions de liti, com ara supercondensadors i bateries de sofre de liti.4.Diafragma ceràmic compost: el diafragma ceràmic compost està fet d'un substrat de polímer reforçat amb fibra ceràmica.Té una alta resistència mecànica i resistència a la calor i pot suportar altes temperatures i danys físics.5.Separador de nanopors: el separador de nanoporos utilitza l'excel·lent conductivitat iònica de l'estructura de nanoporos, alhora que compleix una bona resistència mecànica i estabilitat química.S'espera que s'apliqui en bateries d'ió de liti amb requisits d'alta potència i llarga vida. Aquests separadors de diferents materials i estructures es poden seleccionar i optimitzar segons diferents dissenys de bateries i requisits de rendiment.
4. Requisits de rendiment dels separadors de bateries d'ions de liti
Els separadors de bateries d'ió de liti són un component crític amb els requisits de rendiment següents:1.Alta conductivitat electròlit: el separador ha de tenir una alta conductivitat electròlit per promoure la conducció iònica entre els elèctrodes positius i negatius per aconseguir una càrrega i descàrrega eficients de la bateria.2.Excel·lent selectivitat iònica: el separador ha de tenir una bona selectivitat iònica, permetent només la transmissió d'ions de liti i evitant la penetració o reacció d'altres substàncies a la bateria.3.Bona estabilitat tèrmica: el separador ha de tenir una bona estabilitat tèrmica i poder mantenir l'estabilitat estructural en condicions extremes, com ara alta temperatura o sobrecàrrega, per evitar l'evaporació tèrmica o l'evaporació d'electròlits i altres problemes.4.Excel·lent resistència mecànica i flexibilitat: El separador ha de tenir una gran resistència mecànica i flexibilitat per evitar problemes com curtcircuits de vora o danys interns, i adaptar-se a l'expansió i contracció de la bateria.5.Bona resistència química: El separador ha de tenir una bona resistència química i poder resistir la corrosió o la contaminació del separador per electròlits, gasos i impureses de la bateria.6.Baixa resistència i baixa permeabilitat: el separador ha de tenir una resistència baixa i una permeabilitat baixa per reduir la pèrdua de resistència i la pèrdua d'electròlits dins de la bateria. Els requisits de rendiment dels separadors de bateries d'ions de liti són una alta conductivitat dels electròlits, una excel·lent selectivitat d'ions, una bona estabilitat tèrmica, una excel·lent mecànica. força i flexibilitat, bona resistència química, baixa resistència i baixa permeabilitat.Aquests requisits de rendiment garanteixen la seguretat de la bateria, la vida útil del cicle i la densitat d'energia.
Hora de publicació: 15-set-2023