Litijseparator baterijedjeluje kao zaštitna barijera između pozitivne i negativne elektrode, provodeći ione, ali ne i elektrone. U idealnom stanju nakon punjenja i formiranja elektrolita, separator bi trebao održavati potpun i ravan kontakt s elektrodama. Međutim, kada rastavljamo baterije, često nalazimo jako naboranje separatora. (Ovo se također može jasno vidjeti kroz naboranje negativne elektrode).
U nastavku razmatramo naboranje separatora u tri aspekta: opasnosti, uzroke i rješenja.
I. Opasnosti od naboranja separatora:
Povećani unutarnji otpor:Mikroporozna struktura separatora oštećena je na naboranim područjima, ometajući puteve prijenosa litij{0}}iona. To povećava unutarnji otpor za 15%-30%, značajno smanjujući učinkovitost punjenja i pražnjenja.
Pad kapaciteta:Neravnomjerna infiltracija elektrolita u naborana područja dovodi do smanjene iskoristivosti aktivnih materijala. Eksperimentalni podaci za određenu NMC katodnu bateriju pokazali su stopu pada kapaciteta do 8% na 100 ciklusa.
Rast litijeva dendrita i rizik od kratkog spoja:Naboranje uzrokuje lokalizirano povećanje gustoće struje, povećavajući vjerojatnost rasta litijevog dendrita na površini grafitne anode i povećavajući rizik od kratkih spojeva.
II. Uzroci nabora separatora:
Materijalni nedostaci:Separatori s površinskom hrapavošću > 0,3 μm (standardna Ra vrijednost 0,1-0,3 μm) ili vlačnom čvrstoćom < 300 MPa skloniji su naboranju.
Greške u procesu: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 stupnjeva gdje je dopuštena vrijednost manja ili jednaka 2 stupnja).
Nerazuman postupak vrućeg prešanja:Neodgovarajuće postavke za parametre vrućeg prešanja - tlak, temperatura, vrijeme - rezultiraju lošim oblikovanjem valjka elektrode.
Nerazuman postupak punjenja elektrolita:Proces punjenja obično uključuje (vakuumsko izvlačenje - primarno punjenje - stajanje - prethodno-punjenje - vakuumsko izvlačenje - sekundarno punjenje). Ako je negativni vakuumski tlak previsok ili je brzina previsoka, lako može doći do odvajanja između separatora i elektroda. Nadalje, plin se stvara nakon pred-punjenja, a vakuumsko izvlačenje tijekom sekundarnog punjenja može ukloniti i ovaj plin i nešto elektrolita. Kada se plin izdvaja, može formirati kanale, što također dovodi do vidljivih bora.
Nepotpuna infiltracija elektrolita:Ako se elektrolit u potpunosti ne infiltrira, ostavljajući suha područja, praznine ili mjehuriće između elektroda i separatora, lako može doći do naboranja tijekom vakuumskog izvlačenja.
Greške na površini elektrode:Inherentni nedostaci na elektrodama (kao što su izbočine, udubljenja, itd.) mogu lako utjecati na to koliko dobro separator odgovara njima, što dovodi do naboranja.
III. Rješenja za nabiranje separatora:
Rješenja su često povezana s uzrocima i uključuju poboljšanje osnovnih svojstava separatora i poboljšanje procesa namotavanja, vrućeg prešanja, pečenja i punjenja elektrolitom. Istražite našlinija za proizvodnju baterijarješenja za optimizirane procese.
Produljenjem vremena infiltracije i odgovarajućim povećanjem temperature infiltracije (npr. infiltracija na 45 stupnjeva), može se postići optimalno stanje infiltracije za elektrode.
Dodatno, osim poboljšanja procesa, upotreba premazanih separatora može učinkovito riješiti problem bora. Na primjer, separatori s jednostranim PVDF premazom značajno poboljšavaju prianjanje nakon vrućeg prešanja, potpuno eliminirajući ili smanjujući bore. Saznajte više o našim naprednimmaterijal baterijeponude, uključujući obložene separatore.
TOB NOVA ENERGIJA specijalizirana je za pružanje sveobuhvatnih rješenja za liniju baterija, od pilot i istraživačkih linija do masovne proizvodnje. Nudimo prilagođenu opremu, naprednu tehničku podršku i cijeli niz visoko-kvalitetnih materijala kako bismo vam pomogli optimizirati procese proizvodnje i istraživanja baterija, učinkovito rješavajući izazove poput gužvanja separatora.
