Батерија со високи перформанси:Литиум-јонска батеријае составен од четири главни делови: материјал од позитивна електрода, материјал од негативна електрода, сепаратор и електролит.Меѓу нив, сепараторот е клучна внатрешна компонента волитиум-јонски батерии.Иако не учествува директно во електрохемиската реакција, тој игра витална улога во работата на батеријата.Тоа не само што влијае на капацитетот, перформансите на циклусот и густината на струјата на полнење и празнење на батеријата, туку е поврзан и со безбедноста и животниот век набатерија.Сепараторот одржува правилна работа и перформанси на батеријата со обезбедување канали за јонска спроводливост, спречување на мешање на електролити и обезбедување механичка поддршка. Јонската спроводливост на сепараторот директно влијае на брзината на полнење и празнење и ефикасноста на батеријата.Подобрата јонска спроводливост може да ја подобри густината на моќноста на батеријата.Покрај тоа, перформансите на изолацијата на електролитот на сепараторот ја одредуваат безбедноста на батеријата.Ефективната изолација на електролитот помеѓу позитивната и негативната електрода може да спречи безбедносни проблеми како што се кратки споеви и прегревање.Сепараторот исто така треба да има добра механичка сила и флексибилност за да се справи со проширувањето и контракцијата на батеријата и да спречи механички оштетувања и внатрешни кратки споеви.Покрај тоа, сепараторот исто така треба да одржува структурна и функционална стабилност за време натраење на батеријатаза да се обезбеди долгорочно сигурна работа на батеријата. .Затоа, развојот и оптимизацијата на сепараторите се од критично значење за развојот и примената на литиум-јонските батерии.
1. Важната функција на сепараторите волитиум-јонски батерии
Сепараторите играат витална улога во литиум-јонските батерии.Тоа не е само физичка бариера која ги одвојува позитивните и негативните електроди, туку ги има и следните важни функции:1.Пренос на јони: Сепараторот мора да има добри перформанси за пренос на јони и да може да дозволи јоните на литиум слободно да се пренесуваат помеѓу позитивните и негативните електроди.Во исто време, сепараторот треба ефективно да го блокира преносот на електроните за да спречи кратки споеви и само-празнење.2.Одржување на електролитот: Сепараторот треба да има добра отпорност на пенетрација на растворувач, што може ефективно да ја одржува униформната дистрибуција на електролитот помеѓу позитивните и негативните електроди и да го спречи губењето на електролитот и промените во концентрацијата.3.Механичка јачина: Сепараторот треба да има доволно механичка сила за да издржи механички стрес како што се компресија, проширување и вибрации на батеријата за да се обезбеди стабилност и безбедност на батеријата.4.Термичка стабилност: Сепараторот треба да има добра термичка стабилност за да се одржи структурната стабилност во средини со висока температура и да се спречи термичко бегство и термичко распаѓање.5.Отпорност на пламен: сепараторот треба да има добра отпорност на пламен, што може ефикасно да ја спречи батеријата од пожар или експлозија под ненормални околности. За да се исполнат горенаведените барања, сепараторите обично се направени од полимерни материјали, како што се полипропилен (PP), полиетилен (PE), итн. Покрај тоа, параметрите како што се дебелината, порозноста и големината на порите на сепараторот исто така ќе влијаат на перформансите на батеријата.Затоа, во процесот на подготовка на литиум-јонските батерии, многу е важно да се изберат соодветни материјали за сепаратор и да се оптимизира структурниот дизајн на сепараторот.
2. Главната улога на сепараторите волитиумски батерии:
Кај литиум-јонските батерии, сепараторот игра клучна улога и ги има следните главни функции:1.Спроводливост на јони: Сепараторот овозможува транспорт на јони на литиум помеѓу позитивната и негативната електрода.Сепараторот обично има висока јонска спроводливост, што може да го промовира брзиот и рамномерен проток на јони на литиум во батеријата и да постигне ефикасно полнење и празнење на батеријата.2.Безбедност на батеријата: Сепараторот може да спречи директен контакт и краток спој помеѓу позитивните и негативните електроди, да избегне прекумерна струја и прегревање во внатрешноста на батеријата и да обезбеди безбедност на батеријата.3.Изолација на електролит: Сепараторот спречува гасови, нечистотии и други супстанции во електролитот во батеријата да се мешаат помеѓу позитивните и негативните електроди, избегнувајќи непотребни хемиски реакции и загуби и одржувајќи ја стабилноста и циклусот на батеријата.4.Механичка поддршка: Сепараторот ја игра улогата на механичка поддршка во батеријата.Може да ги поправи позициите на позитивните и негативните електроди и другите компоненти на батеријата.Исто така, има одреден степен на флексибилност и проширливост за да се прилагоди на проширувањето и контракцијата на батеријата. Сепараторите играат важна улога во спроводливоста на јоните, безбедноста на батериите, изолацијата на електролитот и механичката поддршка во литиум-јонските батерии.Може да обезбеди стабилна работа и перформанси на батеријата.
3. Видови сепаратори на литиум-јонски батерии
Постојат многу видови на сепаратори на литиум-јонски батерии, меѓу кои најчестите се следниве:1.Полипропиленски (PP) сепаратор: Ова е моментално најчесто користениот сепараторски материјал.Полипропиленските сепаратори имаат одлична хемиска отпорност, добра топлинска стабилност и механичка цврстина, додека поседуваат умерена јонска селективност и спроводливи својства.2.Полиимид (PI) сепаратор: Полиимидниот сепаратор има висока термичка и хемиска стабилност и може да одржува стабилни перформанси во средини со висока температура.Поради високиот напонски отпор, полиимидните сепаратори често се користат во батерии со голема густина на енергија и големи барања за моќност.3.Полиетиленски (PE) сепаратор: Полиетиленскиот сепаратор има висока јонска спроводливост и добра механичка сила и често се користи во специфични типови на литиум-јонски батерии, како што се суперкондензатори и литиум-сулфур батерии.4.Композитна керамичка дијафрагма: Композитната керамичка дијафрагма е изработена од полимерна подлога засилена со керамички влакна.Има висока механичка сила и отпорност на топлина и може да издржи висока температура и физички оштетувања.5.Сепаратор на нанопори: Сепараторот за нанопори ја користи одличната јонска спроводливост на структурата на нанопори, додека задоволува добра механичка сила и хемиска стабилност.Се очекува да се примени во литиум-јонски батерии со барања за голема моќност и долг животен век. Овие сепаратори од различни материјали и структури може да се изберат и оптимизираат според различни дизајни на батерии и барања за изведба.
4. Барања за изведба на сепараторите на литиум-јонски батерии
Сепараторите на литиум-јонски батерии се критична компонента со следните барања за изведба:1.Висока електролитна спроводливост: Сепараторот мора да има висока електролитна спроводливост за да промовира јонска спроводливост помеѓу позитивните и негативните електроди за да се постигне ефикасно полнење и празнење на батеријата.2.Одлична јонска селективност: Сепараторот треба да има добра јонска селективност, овозможувајќи само пренос на јони на литиум и спречување на пенетрација или реакција на други супстанции во батеријата.3.Добра термичка стабилност: сепараторот треба да има добра термичка стабилност и да може да одржува структурна стабилност при екстремни услови како што се висока температура или преполнување за да се спречи термичко бегство или испарување на електролитот и други проблеми.4.Одлична механичка цврстина и флексибилност: Сепараторот треба да има висока механичка цврстина и флексибилност за да се спречат проблеми како што се кратки споеви на рабовите или внатрешно оштетување и да се прилагоди на проширувањето и контракцијата на батеријата.5.Добра хемиска отпорност: Сепараторот треба да има добра хемиска отпорност и да може да се спротивстави на корозија или контаминација на сепараторот од електролити, гасови и нечистотии во батеријата.6.Низок отпор и ниска пропустливост: Сепараторот треба да има низок отпор и ниска пропустливост за да се намали загубата на отпор и загубата на електролит во внатрешноста на батеријата. Барањата за изведба на сепараторите на литиум-јонски батерии се висока електролитна спроводливост, одлична јонска селективност, добра термичка стабилност, одлични механички сила и флексибилност, добра хемиска отпорност, ниска отпорност и ниска пропустливост.Овие барања за изведба обезбедуваат безбедност на батеријата, век на траење и густина на енергија.
Време на објавување: 15-ти септември 2023 година