Pregled
Separatorji litijeve baterije služijo kot zaščitna pregrada med pozitivnimi in negativnimi elektrodami, ki prevajajo ione, ne pa tudi elektronov. V idealnem primeru bi moral separator po vbrizgavanju in oblikovanju ohraniti popolno, ravno prileganje elektrodi. Pogosto pa se pri razstavljanju baterije ugotovi, da je separator močno zmečkan. (To je jasno razvidno tudi skozi gube na negativni elektrodi.)
V nadaljevanju so obravnavane ločilne gube v treh ključnih točkah: nevarnosti ločilnih gub, vzroki za ločilne gube in rešitve za ločilne gube.
Nevarnosti ločilnih gub
Povečan notranji upor: Mikroporozna struktura separatorja v nagubanem območju je motena, kar ovira pot prenosa litijevih ionov. To poveča notranji upor za 15 %-30 %, kar znatno zmanjša učinkovitost polnjenja in praznjenja.
Zmanjšanje zmogljivosti:Neenakomerna infiltracija elektrolitov v zgubano površino zmanjša izkoristek aktivnega materiala. Eksperimentalni podatki za določeno baterijo s trojno katodo so pokazali stopnjo zmanjševanja zmogljivosti do 8 % na 100 ciklov.
Prevleka z litijem povzroči kratke stike:Gubanje poveča lokalno gostoto toka in verjetnost rasti litijevega dendrita na površini grafitne anode, kar poveča tveganje za kratke stike.
Vzroki za gubanje diafragme
Materialne napake:Gube so verjetnejše, če je hrapavost površine diafragme večja od 0,3 μm (standardna vrednost Ra 0,1–0,3 μm) ali če je natezna trdnost manjša od 300 MPa.
Napake v procesu:Prekomerna nihanja napetosti navitja, ki presegajo ±3 %, lahko privedejo do neenakomerne tesnosti zvitka elektrod (standardna zahteva ±1 %), temperaturnih gradientov v pečici, večjih od 5 stopinj (dovoljena vrednost manj kot ali enaka 2 stopinjam) itd.
Nepravilen postopek vročega stiskanja:Nepravilne nastavitve tlaka, temperature in časa vročega stiskanja lahko privedejo do slabega oblikovanja zvitka elektrode.
Nepravilen postopek vbrizgavanja:Postopek vbrizgavanja običajno vključuje (primarni vakuumski vbrizg - mirovanje - pred-polnjenje - sekundarni vakuumski vbrizg). Če je vakuumski tlak previsok ali je hitrost prehitra, lahko zlahka pride do ločitve med diafragmo in elektrodo. Hkrati se plin ustvari po pred-polnjenju, sesanje med sekundarnim polnjenjem pa prav tako črpa plin in nekaj elektrolita. Ta ekstrakcija plina ustvarja plinske poti in opazne gube.
Nepopolna impregnacija z elektrolitom:Nepopolna impregnacija z elektrolitom povzroči suha področja, vrzeli in mehurčke med elektrodo in diafragmo, zaradi česar je nagnjena k gubanju med sesanjem. Površinske napake elektrode: notranje napake na elektrodi (kot so izbokline in jamice) lahko vplivajo na oprijem diafragme nanjo, kar povzroči gubanje elektrode.
Rešitve za gubanje diafragme
Rešitve imajo pogosto podobne vzroke, vključno z izboljšanjem osnovnih lastnosti diafragme in izboljšanjem postopkov navijanja, vročega stiskanja, pečenja in polnjenja.
Optimalno impregnacijo elektrod lahko dosežemo s podaljšanjem časa impregnacije in ustreznim dvigom temperature impregnacije (npr. 45 stopinj).
Poleg izboljšav postopka lahko uporaba prevlečenih diafragm učinkovito ublaži problem gubanja diafragme. Na primer, diafragme, prevlečene na eni strani s PVDF, bistveno izboljšajo oprijem po vročem stiskanju in popolnoma odstranijo ali zmanjšajo gube.
O nas
Acey Intelligentje specializirano za raziskovanje in proizvodnjo vrhunske-opreme za litij-ionske baterije. Ne moremo zagotoviti samo-rešitve na enem mestu za proizvodno linijo litij-ionskih baterij za cilindrične baterije, gumbaste celice, vrečke, ampak nudimo tudi-rešitev na enem mestu za sestavno linijo paketa litijevih baterij. Če ste novi v industriji litij-ionskih baterij in želite zgraditi lastno linijo za proizvodnjo litij-ionskih baterij ali sestavno linijo paketa litij-ionskih baterij, vam lahko zagotovimo strokovno tehnično podporo in navodila, vas prosimo, da nas kontaktirate!