Keamanan daya: Saya mengerti bagaimana diafragma mengawal

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Портативті электр станциясының жеткізушісі

Saat ini, baterai lithium-ion telah menjadi produk 3C (Komputer, Komunikasi, dan Elektronika Konsumsi). Perangkat energi yang paling umum, berkapasitas tinggi, kinerja pengisian dan pengosongan yang stabil, memiliki masa pakai yang lama, selalu menjadi tujuan baterai lithium-ion, dan harapan konsumen terhadap baterai lithium-ion. Bahan diafragma adalah kunci untuk mengejar tujuan dan harapan ini. Pertama, diafragma secara erat terdiri dari lima bagian: bahan elektroda positif, bahan pengisi, elektrolit, diafragma, dan bahan kemasan.

Pemisah diisolasi secara elektronik antara kutub positif dan negatif, dan penggunaan saluran mikropori migrasi ion merupakan bahan utama yang menjamin keamanan sistem baterai dan memengaruhi kinerja baterai. Meskipun diafragma tidak berpartisipasi dalam reaksi elektroda, ia memengaruhi proses kinetik baterai, menentukan pengisian dan pengosongan, siklus hidup, dan pembesaran baterai. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti dan perusahaan terkait memiliki minat yang kuat dalam penelitian dan pengembangan bahan diafragma dan teknologi industri.

Menurut sistem dekomposisi daring yang dipatenkan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, baterai lithium-ion Tiongkok, diafragma adalah kata kunci, dan aplikasi patennya adalah 2106 (per September 2015), yang diizinkan mencakup 51,19%, dan 1078 paten. Mengambil polietilena Cina, diafragma, polipropilena, diafragma, keramik, diafragma, modifikasi, diafragma, dan diambil 419, 415, 390, 272 item, dan rasio otorisasinya adalah 44.

4%, 42,4%, 32,0, berturut-turut.

%, 33,1%, paten efektif masing-masing adalah 186.176, 125,90. Penemuan.

Dalam beberapa tahun terakhir, glosarium panas dari penelitian dan pengembangan dan ruang lingkup teknis teknologi, keamanan tinggi, material baru, keramik, pelapisan dan peningkatan keterbasahan, dll. Pada saat yang sama, dalam dekade terakhir, terutama dalam lima tahun terakhir, pengajuan paten yang melibatkan membran terkubur semakin dipercepat. Kedua, diafragma fungsional pemisah listrik litium ada di Baterai Isoonic.

Fungsinya ada dua: Pertama, memberikan keamanan pada baterai. Bahan diafragma pertama-tama tidak memiliki sifat isolasi yang baik, dan hubungan arus pendek yang terjadi ketika elektroda positif dan negatif terkena hubungan arus pendek atau duri, partikel, dan duri dendritik. Oleh karena itu, diafragma memiliki elastisitas tertentu, daya tusuk yang kuat, dan tidak mudah robek.

Dan pada dasarnya menjaga kestabilan ukuran di bawah kondisi suhu tinggi ledakan, dan korsleting area besar dan termal keluar dari baterai tidak akan meleleh. Yang kedua adalah menyediakan baterai alternatif untuk mewujudkan fungsi pengisian dan pengosongan, saluran lubang mikro dari kinerja pembesaran. Oleh karena itu, diafragma tidak memiliki film yang memiliki porositas lebih tinggi dan rata-rata distribusi mikropori.

Bahan itu sendiri bersifat khas dan pembentukan film dari film tersebut membentuk migrasi ion litium dalam baterai, dan parameter kinerja baterai adalah konduktivitas ionik. Ketiga, pengaruh pemisah listrik litium untuk memberikan keamanan pada baterai tercermin dari sifat dasar bahan pembuatan diafragma. Persyaratan keselamatan menentukan bahwa diafragma memiliki insulasi yang luar biasa, kekuatan mekanis, stabilitas kimia, stabilitas elektrokimia, dan stabilitas termal.

Oleh karena itu, bahan pembuatan diafragma hanya bisa dari bahan isolasinya saja, dan mempunyai sifat pembentukan film yang baik, sifat mekaniknya yang baik, serta polimer dan kompositnya yang mudah diproduksi. Saat ini, material utama yang dikomersialkan adalah membran mikropori polipropilena dan membran mikropori polietilena, mengembangkan material seperti film komposit partikel keramik bukan tenunan, dan material seperti polimida (PI), dll. Baterai baterai dicapai dengan konstruksi diafragma dan karakteristik struktur mikropori.

Ada pula beberapa material itu sendiri yang memiliki atribut bawaan yang memengaruhi kinerja ini. Persyaratan untuk ion litium ditentukan bahwa diafragma memiliki keterbasahan yang baik terhadap elektrolit, karena hanya menyerap dan mempertahankan jumlah elektrolit yang tepat dalam struktur pori diafragma untuk mencapai migrasi terionisasi dan operasi normal, dan elektroda sangat terpolarisasi. terjadi.

Mikrostruktur diafragma, seperti bukaan dan distribusinya, porositas, saluran udara (nilai Gurley), stabilitas dimensi, dan faktor lain yang terkait dengan konduktivitas ion, secara signifikan memengaruhi kinerja baterai. Dengan terus meningkatnya perhatian terhadap keselamatan baterai, persyaratan perusahaan baterai terhadap keselamatan diafragma terus meningkat. Dalam penggunaan baterai model khusus tertentu, kebutuhan rasio penyusutan panas bahan diafragma telah ditingkatkan menjadi 180 derajat Celcius selama 60 menit. Setelah menyusut kurang dari 2%, beberapa perusahaan baterai asing bahkan mempertahankan diafragma stabil pada dimensi zona suhu 250-300c.

Ketebalan diafragma tentu saja, semakin tipis, semakin baik keamanannya. Mengenai baterai lilitan, semakin tipis ketebalan diafragma, output baterai, dapat menyisakan lebih banyak ruang untuk bahan elektroda, dan mengurangi ketidaksejajaran proses lilitan kutub. Namun, jika hanya satu penutup yang menekankan ketebalan, maka kinerja mekanisnya akan terpengaruh, lebih rentan terhadap partikel besar, duri kutub, dan dendrit, sehingga mengakibatkan faktor keamanan baterai rendah.

Terdapat lebih sedikit bisikan pada baterai laminasi, yang tidak terlalu tinggi untuk persyaratan ketebalan. Dengan semakin beragamnya bahan baterai lithium-ion, penggunaan, kapasitas, bentuk, persyaratan kinerja diafragma dan indikator teknis juga ditetapkan, dan pemahaman perusahaan pemrosesan tentang diafragma juga lebih dalam. Namun, tidak ada diafragma seperti itu dalam semua parameter teknis.

Oleh karena itu, ketika memilih diafragma untuk baterai, hal itu harus difokuskan, dan kinerja mana yang harus ditonjolkan, yang mana keselamatan, kinerja daya atau masa pakai? Menurut kategori desain dan penggunaan baterai, jenis yang digunakan juga berbeda. Laporan relevan tentang berbagai parameter teknis diafragma. Kinerja diafragma listrik litium dan beberapa parameter kinerja membran komersial 4, membran kompak baterai litium dikembangkan secara planar, dan modifikasi permukaan poliolefin ditambahkan atau menggabungkan karakteristik karakteristik seperti membran poliolefin satu lapis, dan ketahanan suhu tinggi.

Diafragma komposit yang memiliki kinerja lebih unggul merupakan arah penelitian utama pemisah berkinerja tinggi. Proses yang umum digunakan saat ini meliputi pelapisan, pelapisan celup, penyemprotan, komposit, dan lain-lain. Ada pernyataan penelitian untuk melapisi bahan poliaril ester pada diafragma PE untuk membentuk diafragma komposit dari endapan polimer berpori.

Karena poliarilat memiliki ketahanan panas yang baik, suhu leleh diafragma komposit ditingkatkan hingga lebih dari 180 derajat Celcius. Dengan pelapisan celup, poliamina diaplikasikan pada diafragma PE, dan membran termodifikasi yang diperoleh memiliki kinerja elektrolit adsorpsi yang lebih tinggi, yang secara efektif meningkatkan kinerja siklus pembesaran tinggi diafragma. Diafragma poliolefin dimodifikasi menggunakan campuran PVDF/SiO2, dan diafragma komposit secara bersamaan diberikan kinerja induk-e-liquid dari PVDF dan ketahanan suhu tinggi dari Si02, dan baterai ionik dicapai pada perbesaran pelepasan 2C, dan efisiensi pengisian dan pengosongannya mencapai 94%.

2, diafragma komposit poliolefin-keramik adalah membran organik poliolefin dan memiliki sifat mekanik yang lebih baik serta biaya yang rendah, tetapi masih kurang dalam hal stabilitas termal, induk, dll., sehingga sebagai diafragma baterai, kinerja keselamatannya harus ditingkatkan. Oleh karena itu, proses pembuatan film komposit dilakukan dengan melapisi partikel keramik anorganik pada diafragma organik poliolefin.

Meskipun dampak lapisan keramik memberikan kinerja baterai, penelitian dan evaluasi yang lebih mendalam dapat mengarah pada kesimpulan akhir, tetapi teknologi ini telah lama ada di banyak perusahaan diafragma dan perusahaan baterai, dan telah dipromosikan. Dalam film komposit keramik polimer, bahan membran mikropori organik poliolefin memberikan fleksibilitas untuk memenuhi persyaratan proses perakitan baterai. Partikel keramik anorganik membentuk kerangka kaku dalam film komposit, dan pemisah peringatan menyusut atau bahkan meleleh dalam kondisi suhu tinggi untuk meningkatkan keamanan baterai.

Perekat mempunyai efek yang kuat pada sifat permukaan, struktur pori, dan kekuatan mekanis film komposit keramik. Film komposit polimer-keramik meningkatkan stabilitas termal dan penyerapan kelembaban elektrolit dari pemisah polielektrik sampai batas tertentu, tetapi masalah maksimum dalam teknologi komposit tersebut adalah bahwa fase keramiknya lemah dan kombinasi organiknya lemah. Keramik jatuh (fenomena bubuk)

Dengan pengaturan jumlah yang wajar, partikel keramik anorganik dipra-jeksikan terlebih dahulu ke dalam larutan pembentuk film melalui teknik komposit in-situ, dan proses diafragma melalui teknik peregangan basah dua arah atau metode pemintalan elektro dapat dikurangi sampai batas tertentu. Fenomena ini. Membran poliolefin adalah produk diafragma komposit, dan membran poliolefin mudah diregangkan ke dalam lubang di mana membran poliolefin mudah diregangkan ke dalam lubang, dan keamanan pemisah ditingkatkan, dan karakteristik seperti pemisah ditingkatkan.

Sebelumnya, ia masih akan menempati pangsa pasar yang penting. 3, sistem material baru dibagi menjadi pemisah yang dimodifikasi poliolefin dan diafragma material baru sesuai dengan bahan yang digunakan. Di antara bahan-bahan tersebut, bahan-bahan baru yang akan diperkenalkan antara lain diafragma fluoropolymer, diafragma selulosa, diafragma polimida (PI), membran jenis poliester (PET) dan diafragma komposit keramik polimer lainnya, dan lain-lain.

(1) Diafragma fluoropolymer secara erat mengacu pada bahan diafragma PVDF. Dari sudut materialnya, dapat dibagi menjadi tiga kategori yaitu polimer tunggal, multipolimer dan kompleks organik anorganik. Polimer tunggal yang paling umum digunakan meliputi PVDF, P (VDF-HFP) (polivinilidena fluorida-heksafluoropropena> dan P (VDF-TRFE) (polivinilidena fluorida).

Dibandingkan dengan bahan diafragma poliolefin, diafragma bahan fluoropolymer mengandung polaritas yang lebih kuat dan konstanta dielektrik yang lebih tinggi, yang sangat meningkatkan parentalitas pemisah, dan berkontribusi pada ionisasi garam litium. Selain itu, metode pencetakan bahan-bahan tersebut beragam, seperti metode pengecoran, elektrospun, pengepresan panas, dan lain-lain, yang kondusif terhadap porositas pengaturan.

(2) Kinerja baterai diafragma selulosa sebanding dengan diafragma poliolefin, tetapi sumber dayanya kaya dan terbarukan. Pada saat yang sama, suhu analisis awal bahan selulosa tinggi (270c), dan stabilitas termal lebih jelas daripada bahan poliolefin. Kinerja pengisian dan pengosongan cepat bahan selulosa pada penggunaan awal sangat baik, tetapi ada fenomena pengosongan sendiri, dan kinerja siklus tidak stabil, serta daya tahan baterai tidak cukup.

Siswa memiliki selulosa bukan tenunan sebagai substrat, P (VDF-HFP) adalah pelapis, dan diafragma komposit selulosa/PVDF dibuat, dan cairannya berbeda dengan film PP konvensional. Stabilitas termalnya besar. mendorong.

(3) Isi inti diafragma metode proses baru ada dua: Pertama, sistem material baru, yang kedua adalah proses pengolahan industrialisasi. Meninggalkan pendekatan proses yang efisien, material yang baik tidak dapat menjadi produk yang diterima secara luas. Metode persiapan diafragma poliolefin konvensional adalah kering dan basah.

Namun, pemisah poliolefin dikembangkan dalam arah yang lebih tipis untuk memenuhi persyaratan kinerja baterai ion litium 3C, yang merupakan titik masuk utama yang besar untuk meningkatkan kinerja diafragma. Metode persiapan relatif, proses pelapisan dan peralatan diafragma yang dimodifikasi poliolefin sangat matang. Digunakan untuk membuat modifikasi pelapisan diafragma poliolefin, yang dapat meningkatkan ketahanan panas membran poliolefin dan keterbasahan elektrolit.

Saat ini, banyak unit penelitian dan produsen di dalam dan luar negeri yang berfokus pada penelitian dan pengembangan diafragma pelapis keramik. Singkatnya, dengan semakin meningkatnya penggunaan material diafragma, proses persiapannya pun semakin matang. Saya yakin dengan segala kekurangannya, dengan jaminan permintaan konsumsi yang tinggi, diafragma baru yang kuat dan tahan panas akan berhasil, serta memiliki pengaruh yang luas terhadap kehidupan kita.