Безопасность электропитания: Я понимаю, как диафрагма сопровождает

Автор ：Iflowpower – Поставщик портативных электростанций

Сегодня литий-ионные аккумуляторы стали продуктами 3С (компьютерная, коммуникационная и потребительская электроника). Наиболее распространенные энергетические устройства, высокая емкость, стабильные характеристики заряда и разряда, длительный срок службы, всегда были предметом стремления к литий-ионным аккумуляторам и ожиданиями потребителей. Материал диафрагмы является ключом к этим стремлениям и ожиданиям. Во-первых, диафрагма герметично состоит из пяти частей: материала положительного электрода, материала аугмента, электролита, диафрагмы, материала корпуса.

Сепаратор имеет электронную изоляцию между положительным и отрицательным полюсами, а использование микропористого канала миграции ионов является ключевым материалом, который гарантирует безопасность аккумуляторной системы и влияет на производительность аккумулятора. Хотя диафрагма не участвует в электродной реакции, она влияет на кинетический процесс аккумулятора, определяет зарядку и разрядку, циклический ресурс и увеличение емкости аккумулятора. В последние годы исследователи и связанные с ними компании проявляют большой интерес к исследованиям и разработкам мембранных материалов и промышленных технологий.

Согласно запатентованной системе онлайн-разложения Китайской академии наук, ключевым словом китайской литий-ионной батареи является диафрагма, а патентная заявка — 2106 (по состоянию на сентябрь 2015 года), что составляет 51,19% и 1078 патентов. Взяв китайский полиэтилен, диафрагму, полипропилен, диафрагму, керамику, диафрагму, модификацию, диафрагму, и извлекли 419, 415, 390, 272 элемента, а коэффициенты авторизации составляют 44.

4%, 42,4%, 32,0 соответственно.

%, 33,1%, эффективных патентов 186,176, 125,90 соответственно. Открытие.

В последние годы актуальным становится словарь научных исследований и разработок, а также технической сферы технологий, высокой безопасности, новых материалов, керамики, покрытий и улучшения смачиваемости и т. д. В то же время в последнее десятилетие, особенно в последние пять лет, ускоряется подача патентных заявок на скрытые мембраны. Во-вторых, в аккумуляторе Isoonic находится функциональная диафрагма литиевого электрического сепаратора.

Функция имеет два аспекта: во-первых, обеспечивает безопасность аккумулятора. Материал диафрагмы, во-первых, не обладает хорошими изолирующими свойствами, а короткое замыкание, возникающее при воздействии на положительный и отрицательный электрод заусенцев, частиц и дендритных шипов, может привести к короткому замыканию. Поэтому диафрагма имеет определенную растяжимость, прочность на прокол, ее нелегко порвать.

И в основном сохраняют стабильность размера в условиях высоких температур взрыва, а большая площадь короткого замыкания и тепловой выход батареи не будут расплавлены. Во-вторых, необходимо предоставить альтернативную батарею для реализации функции заряда и разряда, микроотверстие канала увеличения производительности. Поэтому диафрагма не имеет пленки, имеющей более высокую пористость и среднее распределение микропор.

Характерным свойством материала является то, что образование пленки формирует миграцию ионов лития в аккумуляторе, а эксплуатационные параметры аккумулятора - ионную проводимость. В-третьих, влияние литиевого электрического сепаратора на безопасность аккумулятора обусловлено основными свойствами материалов, из которых изготовлена ​​диафрагма. Требования безопасности определяют, что диафрагма должна обладать превосходной изоляцией, механической прочностью, химической стабильностью, электрохимической стабильностью и термической стабильностью.

Поэтому материалом для изготовления диафрагмы могут быть только хорошие изолирующие, обладающие хорошими пленкообразующими свойствами, механическими свойствами, а также простые в производстве полимеры и их композиты. В настоящее время основными коммерческими материалами являются полипропиленовые микропористые мембраны и полиэтиленовые микропористые мембраны, разрабатываются такие материалы, как нетканая композитная пленка с керамическими частицами, а также такие материалы, как полиимид (ПИ) и т. д. Эффективность работы аккумулятора достигается за счет конструкции диафрагмы и характеристик микропористой структуры.

Существуют также некоторые присущие самому материалу свойства, которые влияют на эту производительность. Требования к ионам лития определяются тем, что диафрагма должна обладать хорошей смачиваемостью электролитом, так как она поглощает и удерживает в пористой структуре диафрагмы только необходимое количество электролита для достижения ионизированной миграции и нормальной работы, а электрод должен быть максимально поляризован. происходить.

Микроструктура диафрагмы, такая как отверстие и его распределение, пористость, воздушный проход (число Герли), стабильность размеров и другие факторы, связанные с ионной проводимостью, существенно влияют на производительность батареи. В связи с постоянным повышением безопасности аккумуляторных батарей особое внимание уделяется безопасности аккумуляторных батарей, требования компаний-производителей аккумуляторных батарей к безопасности мембраны продолжают расти, а при использовании некоторых специальных моделей батарей необходимость коэффициента термоусадки материала мембраны была увеличена до 180 °C в течение 60 мин. После усадки менее 2% некоторые зарубежные компании по производству аккумуляторов даже сохраняют стабильные размеры диафрагмы при температурных зонах 250-300°С.

Толщина диафрагмы, конечно, чем тоньше, тем выше безопасность. Что касается намоточной батареи, то чем тоньше толщина диафрагмы, тем больше выходная мощность батареи, и можно оставить больше места для материала электрода, а также уменьшить несоосность процесса намотки полюсов. Однако если толщина подчеркивается только одним клапаном, это повлияет на механические характеристики, он станет более восприимчивым к крупным частицам, полярным заусенцам и дендритам, что приведет к низкому коэффициенту безопасности батареи.

Ламинированная батарея издает меньше шума, что не соответствует высоким требованиям по толщине. С ростом разнообразия материалов, используемых в литий-ионных аккумуляторах, их использования, емкости, формы, требования к производительности диафрагмы и техническим показателям также ужесточаются, а понимание диафрагмы компанией-переработчиком также становится более глубоким. Однако по всем техническим параметрам такой диафрагмы нет.

Поэтому при выборе диафрагмы к аккумулятору следует сосредоточиться, и на какой производительности следует сделать акцент, на какой безопасности, производительности мощности или сроке службы? В зависимости от конструкции аккумулятора и категории использования используемые типы также различаются. Соответствующие отчеты по различным техническим параметрам диафрагм. Характеристики литиевой электрической мембраны и несколько коммерческих параметров производительности мембраны 4, компактные мембраны литиевых батарей разрабатываются планарно, а поверхностная модификация полиолефина добавляется или комбинируется с характеристиками характеристик, такими как однослойная полиолефиновая мембрана и высокая термостойкость.

Композитная диафрагма, имеющая более высокие эксплуатационные характеристики, является основным направлением исследований высокопроизводительных сепараторов. В настоящее время наиболее часто используемые процессы включают нанесение покрытия, погружение, распыление, композитное нанесение и т. д. Существует исследовательское заявление о нанесении полиарилэфирного материала на полиэтиленовую мембрану для формирования композитной мембраны из пористого полимерного осадка.

Поскольку полиарилат обладает хорошей термостойкостью, температура плавления композитной мембраны повышается до более чем 180 °С. Методом погружения на полиэтиленовую диафрагму наносится полиамин, и полученная модифицированная мембрана имеет более высокую эффективность адсорбции электролита, что эффективно улучшает производительность диафрагмы при высоком увеличении цикла. Полиолефиновая диафрагма была модифицирована с использованием смеси ПВДФ/SiO2, а композитная диафрагма одновременно обладала свойствами исходной электронной жидкости ПВДФ и высокой термостойкостью SiO2, а ионная батарея достигла разрядного увеличения 2С, а ее эффективность заряда и разряда достигла 94%.

2. Полиолефино-керамическая композитная мембрана, полиолефиновая органическая мембрана и другие материалы обладают лучшими механическими свойствами и низкой стоимостью, но недостаточны с точки зрения термической стабильности, исходного материала и т. д., поэтому необходимо улучшить показатели безопасности в качестве мембран для аккумуляторов. Таким образом, процесс, при котором композитная пленка изготавливается путем нанесения неорганических керамических частиц на полиолефиновую органическую мембрану.

Хотя керамическое покрытие влияет на производительность аккумулятора, более глубокие исследования и оценки могут привести к окончательным выводам, но эта технология уже внедряется во многих компаниях, производящих диафрагмы и аккумуляторы, и продвигается. В полимерной керамической композитной пленке полиолефиновый органический микропористый мембранный материал обеспечивает гибкость, необходимую для соответствия требованиям процесса сборки аккумуляторных батарей. Неорганические керамические частицы образуют жесткий каркас в композитной пленке, а сепаратор сигнала сжимается или даже плавится в условиях высоких температур, что повышает безопасность батареи.

Клей оказывает уплотняющее воздействие на поверхностные свойства, пористую структуру, механическую прочность керамической композитной пленки. Полимерно-керамическая композитная пленка в определенной степени повышает термостойкость и влагопоглощение электролита полиэлектрическим сепаратором, но главная проблема в таких композитных технологиях заключается в том, что керамическая фаза слаба, а органическое соединение слабо. Отслаивание керамики (феномен порошка).

Разумное регулирование количества любого из них позволяет заранее наносить неорганические керамические частицы в пленкообразующий раствор с помощью композитной технологии in-situ, а также в некоторой степени облегчить технологические процессы диафрагмы с помощью методов мокрого двухстороннего растяжения или методов электропрядения. Это явление. Полиолефиновая мембрана представляет собой композитное мембранное изделие, при этом полиолефиновая мембрана легко растягивается в отверстие, при этом повышается безопасность сепаратора, а также улучшаются такие характеристики, как сепаратор.

Раньше он все равно будет занимать критическую долю рынка. 3, новая система материалов подразделяется на полиолефиновые модифицированные сепараторы и новые мембраны в зависимости от используемых материалов. Среди них новые материалы, в том числе фторполимерная диафрагма, целлюлозная диафрагма, полиимидная (ПИ) диафрагма, полиэфирная (ПЭТ) мембрана и другие полимерно-керамические композитные диафрагмы и т. д.

(1) Фторполимерная диафрагма плотно прилегает к материалу диафрагмы ПВДФ. С точки зрения материала их можно разделить на три категории: отдельные полимеры, мультиполимеры и органические неорганические комплексы. Наиболее часто используемый отдельный полимер включает ПВДФ, П(ВДФ-ГФП) (поливинилиденфторид-гексафторпропен) и П(ВДФ-ТРФЭ) (поливинилиденфторид).

По сравнению с полиолефиновым материалом диафрагмы, диафрагма из фторполимерного материала имеет более сильную полярность и более высокую диэлектрическую проницаемость, что значительно повышает эффективность сепаратора и способствует ионизации литиевой соли. Кроме того, методы формования таких материалов разнообразны, например, литье, электропрядение, горячее прессование и т. д., что способствует регулированию пористости.

(2) Эффективность работы аккумулятора с целлюлозной диафрагмой сопоставима с эффективностью полиолефиновой диафрагмы, но ее ресурсы богаты и возобновляемы. В то же время начальная температура анализа целлюлозного материала высокая (270°С), а термостойкость очевидна, чем у полиолефинового материала. Эффективность быстрой зарядки и разрядки целлюлозных материалов на начальном этапе использования превосходна, но наблюдается явление саморазряда, циклические характеристики нестабильны, а сопротивление аккумулятора недостаточно.

В качестве субстрата у студентов используется нетканая целлюлоза, покрытие — P (VDF-HFP), а композитная мембрана из целлюлозы/PVDF отличается от обычной полипропиленовой пленки. Термическая стабильность высокая. продвигать.

(3) Содержание ядра нового метода процесса диафрагмы состоит из двух частей: во-первых, новая материальная система, во-вторых, процесс индустриализации обработки. Без эффективного технологического подхода хорошие материалы не могут стать широко распространенным продуктом. Метод традиционного изготовления полиолефиновых мембран — сухой и мокрый.

Однако полиолефиновый сепаратор разработан в более тонком направлении для соответствия эксплуатационным требованиям литий-ионной батареи 3C, что является важной отправной точкой для улучшения эксплуатационных характеристик диафрагмы. Относительный метод подготовки, процесс нанесения покрытия и оборудование для модифицированной полиолефином мембраны очень хорошо отработаны. Используется для модификации покрытия полиолефиновой мембраны, что позволяет улучшить термостойкость полиолефиновой мембраны и смачиваемость электролитом.

В настоящее время многие исследовательские подразделения и производители в стране и за рубежом сосредоточивают свои усилия на исследованиях и разработках в области керамических покрытий диафрагм. Подводя итог, можно сказать, что с ростом использования материала для диафрагмы процесс ее подготовки становится все более зрелым. Я считаю, что несмотря на недостатки, высокий уровень безопасности потребительского спроса, прочная жаростойкая новая диафрагма будет иметь успех и окажет далеко идущее влияние на нашу жизнь.