Power safety: I understand how the diaphragm is escorting

Auteur ：Iflowpower –Fournisseur de centrales électriques portables

Aujourd'hui, les batteries lithium-ion sont devenues des produits 3C (ordinateur, communication et ConsumeRelectronics) Les dispositifs énergétiques les plus courants, la capacité élevée, les performances de charge et de décharge stables ont une longue durée de vie, ont toujours été la poursuite des batteries lithium-ion et les consommateurs Attente de la batterie lithium-ion. Le matériau du diaphragme est la clé de ces poursuites et attentes. Tout d'abord, le diaphragme est étroitement constitué de cinq parties : un matériau d'électrode positive, un matériau augant, un électrolyte, un diaphragme, un matériau d'emballage.

Le séparateur est isolé électroniquement entre les pôles positif et négatif, et l'utilisation du canal microporeux à migration d'ions est un matériau clé qui garantit la sécurité du système de batterie et affecte les performances de la batterie. Bien que le diaphragme ne participe pas à la réaction de l'électrode, il affecte le processus cinétique de la batterie, détermine la charge et la décharge, la durée de vie et le grossissement de la batterie. Ces dernières années, les chercheurs et les sociétés apparentées ont manifesté un vif intérêt pour la recherche et le développement de matériaux de diaphragme et de technologies industrielles.

Selon le système de décomposition en ligne breveté de l'Académie chinoise des sciences, la batterie lithium-ion chinoise, le diaphragme est le mot-clé, et la demande de brevet est 2106 (en septembre 2015), qui est autorisée à représenter 51,19 %, et 1078 brevets . En prenant le polyéthylène chinois, le diaphragme, le polypropylène, le diaphragme, la céramique, le diaphragme, la modification, le diaphragme, et récupéré 419, 415, 390, 272 articles, et les ratios d'autorisation sont de 44.

4 %, 42,4 %, 32,0, respectivement.

%, 33,1%, les brevets effectifs sont respectivement 186,176, 125,90. Découverte.

Au cours des dernières années, le glossaire chaud de la recherche et du développement et de la portée technique de la technologie, de la haute sécurité, des nouveaux matériaux, de la céramique, du revêtement et de l'amélioration de la mouillabilité, etc. En même temps, au cours de la dernière décennie, en particulier au cours des cinq dernières années , le dépôt de brevet portant sur la membrane enterrée est accéléré. Deuxièmement, le diaphragme fonctionnel du séparateur électrique au lithium se trouve dans la batterie Isoonic.

La fonction comporte deux aspects : premièrement, assurer la sécurité de la batterie. Le matériau du diaphragme n'a d'abord pas de bonnes propriétés isolantes, et le court-circuit qui se produit lorsque l'électrode positive et négative est exposée au court-circuit ou aux bavures, particules et épines dendritiques. Par conséquent, le diaphragme a un certain étirement, une résistance à la perforation, difficile à déchirer.

Et fondamentalement maintenir la stabilité de la taille dans les conditions de haute température de l'éclatement, et le court-circuit de grande surface et la sortie thermique de la batterie ne seront pas fondus. La seconde est de fournir une batterie alternative pour réaliser la fonction de charge et de décharge, le canal micro-trou de la performance de grossissement. Par conséquent, le diaphragme n'a pas de film ayant une porosité plus élevée et une distribution microporeuse moyenne.

Le matériau lui-même est caractéristique et la formation de film du film forme la migration des ions lithium dans la batterie, et les paramètres de performance de la batterie sont la conductivité ionique. Troisièmement, l'effet du séparateur électrique au lithium pour assurer la sécurité de la batterie se reflète dans les propriétés de base des matériaux de fabrication du diaphragme. Les exigences de sécurité déterminent que le diaphragme a une isolation, une résistance mécanique, une stabilité chimique, une stabilité électrochimique et une stabilité thermique exceptionnelles.

Par conséquent, le matériau de fabrication du diaphragme ne peut être qu'isolant et possède de bonnes propriétés de formation de film, des propriétés mécaniques et des polymères faciles à produire et leurs composites. À l'heure actuelle, les matériaux courants commercialisés sont les membranes microporeuses en polypropylène et les membranes microporeuses en polyéthylène, les matériaux en développement tels que le film composite de particules céramiques non tissées et les matériaux tels que le polyimide (PI), etc. La batterie de la batterie est réalisée par la construction du diaphragme et les caractéristiques de la structure microporeuse.

Il existe également des attributs inhérents au matériau lui-même qui affectent cette performance. Les exigences pour les ions lithium sont déterminées que le diaphragme a une bonne mouillabilité à l'électrolyte, car il est seulement absorbé et retient la quantité appropriée d'électrolyte dans la structure des pores du diaphragme pour réaliser la migration ionisée et le fonctionnement normal, et l'électrode est extrêmement polarisée. se produire.

La microstructure du diaphragme, telle que l'ouverture et sa distribution, la porosité, le passage de l'air (valeur de Gurley), la stabilité dimensionnelle et d'autres facteurs liés à la conductivité ionique, affectent de manière significative les performances de la batterie. Avec l'amélioration continue de la sécurité des batteries, faites attention à la sécurité des batteries, les exigences des fabricants de batteries en matière de sécurité du diaphragme continuent d'augmenter, et dans l'utilisation de certains modèles de batteries spéciaux, le besoin de taux de retrait thermique du matériau du diaphragme a été augmenté à 180 ¡ °C pendant 60 min. Après avoir diminué de moins de 2 %, certaines sociétés de batteries étrangères maintiennent même un diaphragme stable à des dimensions de zone de température de 250 à 300 °C.

L'épaisseur du diaphragme est bien entendu, plus elle est fine, meilleure est la sécurité. À propos de la batterie d'enroulement, plus l'épaisseur du diaphragme, la sortie de la batterie, peut laisser plus d'espace au matériau d'électrode et réduire le désalignement du processus d'enroulement des pôles. Cependant, si un seul volet met l'accent sur l'épaisseur, les performances mécaniques seront affectées, il est plus sensible aux grosses particules, aux bavures polaires et aux dendrites, ce qui entraîne un faible facteur de sécurité de la batterie.

Il y a moins de chuchotement de la batterie laminée, qui n'est pas élevée pour les exigences d'épaisseur. Avec la diversité croissante des matériaux, de l'utilisation, de la capacité, de la forme des batteries lithium-ion, les exigences de performance du diaphragme et les indicateurs techniques sont également définis, et la compréhension du diaphragme par l'entreprise de traitement est également plus approfondie. Cependant, il n'y a pas un tel diaphragme dans tous les paramètres techniques.

Par conséquent, lors de la sélection du diaphragme de la batterie, il doit être ciblé et quelles performances doivent être mises en évidence, quelles sont la sécurité, les performances de puissance ou la durée de vie ? Selon la conception de la batterie et la catégorie d'utilisation, les types utilisés sont également différents. Rapports pertinents sur divers paramètres techniques des diaphragmes. Performances du diaphragme électrique au lithium et plusieurs paramètres de performance de la membrane commerciale 4, les membranes compactes de batterie au lithium sont développées de manière planaire, et la modification de surface de la polyoléfine est ajoutée ou composée des caractéristiques des caractéristiques telles qu'une membrane en polyoléfine monocouche et une résistance à haute température.

Un diaphragme composite ayant de plus d'excellentes performances est un axe de recherche majeur des séparateurs à hautes performances. Les procédés actuellement couramment utilisés comprennent le revêtement, le revêtement par trempage, la pulvérisation, le composite, etc.

Étant donné que le polyarylate a une bonne résistance à la chaleur, la température de fusion du diaphragme composite est augmentée à plus de 180 ¡ã C. Par revêtement par immersion, un polyaminer est appliqué sur le diaphragme en PE, et la membrane modifiée obtenue a une performance d'électrolyte d'adsorption plus élevée, améliorant efficacement les performances élevées du cycle de grossissement du diaphragme. Le diaphragme en polyoléfine a été modifié à l'aide d'un mélange de PVDF / SiO2, et le diaphragme composite a été simultanément doté de la performance parent-e-liquide du PVDF et de la résistance à haute température du Si02, et la batterie ionique a été atteinte à un grossissement de décharge de 2C, et son efficacité de charge et de décharge a atteint 94 %.

2, membrane organique polyoléfine à diaphragme composite polyoléfine-céramique et ont de meilleures propriétés mécaniques et à faible coût, mais il y a insuffisant en termes de stabilité thermique, parent, etc., de sorte que les diaphragmes de batterie, les performances de sécurité doivent être améliorées. Par conséquent, le processus selon lequel le film composite est produit en enduisant des particules céramiques inorganiques sur le diaphragme organique en polyoléfine.

Bien que l'impact du revêtement céramique donne les performances de la batterie, une recherche et une évaluation plus approfondies peuvent conduire à des conclusions finales, mais cette technologie a été imminente dans de nombreuses entreprises de diaphragmes et de batteries, et a été promue. Dans le film composite polymère-céramique, le matériau de membrane microporeuse organique de polyoléfine fournit une flexibilité pour répondre aux exigences du processus d'assemblage de batterie. Les particules céramiques inorganiques forment un squelette rigide dans le film composite, et le séparateur d'alerte rétrécit ou même fond dans des conditions de température élevée pour améliorer la sécurité de la batterie.

L'adhésif a un effet étroit sur les propriétés de surface, la structure des pores, la résistance mécanique du film composite céramique. Le film composite polymère-céramique augmente dans une certaine mesure la stabilité thermique et l'absorption d'humidité de l'électrolyte du séparateur polyélectrique, mais le problème maximal dans ces technologies composites est que la phase céramique est faible et que la combinaison organique est faible. Chute de la céramique (phénomène de poudre.

Par une régulation raisonnable de la quantité de l'un ou de l'autre, les particules de céramique inorganique sont projetées à l'avance dans la solution filmogène par la technique composite in situ, et les processus de traitement du diaphragme par des techniques d'étirement bidirectionnel humide ou des méthodes d'électrofilage peuvent être allégée dans une certaine mesure. Ce phénomène. La membrane en polyoléfine est un produit à diaphragme composite, et la membrane en polyoléfine est facilement étirée dans un trou dans lequel la membrane en polyoléfine est facilement étirée dans un trou, et la sécurité du séparateur est améliorée, et les caractéristiques telles que le séparateur sont améliorées.

Avant, il occupera encore une part de marché critique. 3, le nouveau système de matériaux est divisé en séparateurs modifiés en polyoléfine et en nouveaux diaphragmes de matériaux en fonction des matériaux utilisés. Parmi eux, de nouveaux matériaux sont serrés pour inclure un diaphragme en fluoropolymère, un diaphragme en cellulose, un diaphragme en polyimide (PI), une membrane de type polyester (PET) et un autre diaphragme composite en céramique polymère, etc.

(1) Le diaphragme en fluoropolymère se réfère étroitement à un matériau de diaphragme en PVDF. Du point de vue du matériau, il peut être divisé en trois catégories de polymères simples, de multi-polymères et de complexes inorganiques organiques. Le polymère unique le plus couramment utilisé comprend le PVDF, le P (VDF-HFP) (fluorure de polyvinylidène-hexafluoropropène> et le P (VDF-TRFE) (fluorure de polyvinylidène).

Comparé au matériau du diaphragme en polyoléfine, le diaphragme en matériau fluoropolymère contient une polarité plus forte et une constante diélectrique plus élevée, ce qui améliore considérablement la parentalité du séparateur et contribue à l'ionisation du sel de lithium. De plus, la méthode de moulage de tels matériaux est diverse, telle que la méthode de coulée, l'électrofilage, le pressage à chaud, etc., ce qui est propice à la porosité réglementaire.

(2) Les performances de la batterie du diaphragme en cellulose sont comparables à celles du diaphragme en polyoléfine, mais ses ressources sont riches et renouvelables. Dans le même temps, la température d'analyse initiale du matériau cellulosique est élevée (270 ° C) et la stabilité thermique est claire par rapport au matériau polyoléfine. Les performances de charge et de décharge rapides des matériaux cellulosiques au début de l'utilisation sont excellentes, mais il existe un phénomène d'autodécharge, les performances du cycle ne sont pas stables et la résistance de la batterie n'est pas suffisante.

Les étudiants ont une cellulose non tissée comme substrat, P (VDF-HFP) est un revêtement, et le diaphragme composite cellulose / PVDF est fabriqué, et le liquide est distinct du film PP conventionnel. La stabilité thermique est grande. promouvoir.

(3) Le contenu du noyau du nouveau diaphragme de méthode de processus est de deux: Premièrement, le nouveau système de matériaux, le second est le processus de traitement de l'industrialisation. En laissant une approche de processus efficace, de bons matériaux ne peuvent pas être un produit largement accepté. Le procédé de préparation classique des diaphragmes en polyoléfine est sec et humide.

Cependant, le séparateur en polyoléfine est développé dans une direction plus fine pour répondre aux exigences de performance de la batterie lithium-ion 3C, qui est un grand point d'entrée clé pour améliorer les performances du diaphragme. La méthode de préparation relative, le processus de revêtement et l'équipement du diaphragme modifié en polyoléfine sont très matures. Il est utilisé pour modifier le revêtement du diaphragme en polyoléfine, ce qui peut améliorer la résistance à la chaleur de la membrane en polyoléfine et la mouillabilité de l'électrolyte.

À l'heure actuelle, de nombreuses unités de recherche et fabricants nationaux et étrangers se concentrent sur la recherche et le développement de diaphragmes à revêtement céramique. En résumé, avec l'augmentation du matériau du diaphragme, le processus de préparation est de plus en plus mature, je crois que dans les lacunes, la haute sécurité de la demande de consommation, le nouveau diaphragme résistant à la chaleur réussira, et l'influence considérable sur notre vie .