Litseparator bateriidziała jako bariera ochronna pomiędzy elektrodami dodatnimi i ujemnymi, przewodząc jony, ale nie elektrony. W idealnym stanie po napełnieniu i utworzeniu elektrolitu separator powinien utrzymywać pełny i płaski kontakt z elektrodami. Jednak przy demontażu akumulatorów często spotykamy się z poważnym zagnieceniem separatora. (Można to również wyraźnie zaobserwować poprzez marszczenie elektrody ujemnej).
Poniżej omawiamy marszczenie separatorów w trzech aspektach: zagrożenia, przyczyny i rozwiązania.
I. Niebezpieczeństwa związane z marszczeniem separatora:
Zwiększony opór wewnętrzny:Mikroporowata struktura separatora ulega uszkodzeniu w pomarszczonych obszarach, co utrudnia transport litu-jonów. Zwiększa to opór wewnętrzny o 15%-30%, znacznie zmniejszając wydajność ładowania i rozładowania.
Zanik pojemności:Nierównomierna infiltracja elektrolitu w pomarszczonych obszarach prowadzi do zmniejszonego wykorzystania materiałów aktywnych. Dane eksperymentalne dotyczące pewnego akumulatora katodowego NMC wykazały spadek pojemności do 8% na 100 cykli.
Ryzyko wzrostu dendrytu litu i zwarcia:Marszczenie powoduje miejscowy wzrost gęstości prądu, zwiększając prawdopodobieństwo wzrostu dendrytu litu na powierzchni anody grafitowej i zwiększając ryzyko zwarć.
II. Przyczyny marszczenia się separatora:
Wady materiałowe:Separatory o chropowatości powierzchni > 0,3 μm (standardowa wartość Ra 0,1-0,3 μm) lub wytrzymałości na rozciąganie < 300 MPa są bardziej podatne na marszczenie.
Wady 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 stopni, gdzie dopuszczalna wartość jest mniejsza lub równa 2 stopni).
Nieuzasadniony proces prasowania na gorąco:Niewłaściwe ustawienia parametrów prasowania na gorąco - ciśnienie, temperatura, czas - skutkują złym kształtowaniem się rolki elektrody.
Nieuzasadniony proces napełniania elektrolitem:Proces napełniania zazwyczaj obejmuje (odsysanie próżniowe - napełnianie podstawowe - odstawianie na stojąco - wstępne{{3}ładowanie - odciąganie próżniowe - napełnianie wtórne). Jeśli podciśnienie podciśnienia jest zbyt wysokie lub prędkość jest zbyt duża, może to łatwo spowodować oddzielenie separatora od elektrod. Co więcej, po-ładowaniu wstępnym wytwarzany jest gaz, a odsysanie próżni podczas wtórnego napełniania może usunąć zarówno ten gaz, jak i część elektrolitu. Podczas ekstrakcji gazu mogą tworzyć się kanały, które również prowadzą do widocznych zmarszczek.
Niepełna infiltracja elektrolitu:Jeśli elektrolit nie przeniknie całkowicie, pozostawiając suche obszary, szczeliny lub pęcherzyki pomiędzy elektrodami a separatorem, podczas wyciągania próżniowego może łatwo wystąpić marszczenie.
Wady powierzchni elektrody:Wrodzone wady elektrod (takie jak występy, wgłębienia itp.) mogą z łatwością wpływać na dopasowanie separatora do elektrod, prowadząc do marszczenia.
III. Rozwiązania w przypadku marszczenia się separatorów:
Rozwiązania często są powiązane z przyczynami i obejmują poprawę podstawowych właściwości separatora oraz usprawnienie procesów nawijania, prasowania na gorąco, wypiekania i napełniania elektrolitem. Poznaj naszelinia do produkcji akumulatorówrozwiązania dla zoptymalizowanych procesów.
Wydłużając czas infiltracji i odpowiednio zwiększając temperaturę infiltracji (np. infiltracja w temperaturze 45 stopni) można osiągnąć optymalny stan infiltracji dla elektrod.
Dodatkowo, poza udoskonaleniem procesu, zastosowanie powlekanych separatorów może skutecznie rozwiązać problem marszczenia. Na przykład separatory z jednostronną-powłoką PVDF znacznie poprawiają przyczepność po prasowaniu na gorąco, całkowicie eliminując lub redukując zmarszczki. Dowiedz się więcej o naszych zaawansowanychmateriał bateriioferty, w tym separatory powlekane.
TOB NOWA ENERGIA specjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań linii akumulatorowych, od linii pilotażowych i badawczych po produkcję masową. Oferujemy dostosowany do indywidualnych potrzeb sprzęt, zaawansowaną pomoc techniczną i pełną gamę-wysokiej jakości materiałów, które pomogą Ci zoptymalizować produkcję akumulatorów i procesy badawcze, skutecznie stawiając czoła wyzwaniom, takim jak marszczenie się separatorów.
