Lithiumoddělovač bateriepůsobí jako ochranná bariéra mezi kladnými a zápornými elektrodami, vede ionty, ale ne elektrony. V ideálním stavu po naplnění a vytvoření elektrolytu by měl separátor udržovat úplný a plochý kontakt s elektrodami. Když však baterie rozebereme, často zjistíme silné zvrásnění separátoru. (To lze také jasně pozorovat prostřednictvím zvrásnění záporné elektrody).
Níže pojednáváme o vrásnění separátoru ve třech aspektech: nebezpečí, příčiny a řešení.
I. Nebezpečí pomačkání separátoru:
Zvýšený vnitřní odpor:Mikroporézní struktura separátoru je poškozena ve vrásčitých oblastech a brání transportním cestám lithium-iontů. To zvyšuje vnitřní odpor o 15 %-30 %, což výrazně snižuje účinnost nabíjení a vybíjení.
Útlum kapacity:Nerovnoměrná infiltrace elektrolytu ve vrásčitých oblastech vede ke snížení využití aktivních materiálů. Experimentální data z určité katodové baterie NMC ukázala rychlost poklesu kapacity až 8 % na 100 cyklů.
Růst lithiového dendritu a riziko zkratu:Vrásnění způsobuje lokalizované zvýšení proudové hustoty, zvyšuje pravděpodobnost růstu lithiového dendritu na povrchu grafitové anody a zvyšuje riziko zkratů.
II. Příčiny zvrásnění separátoru:
Vady materiálu:Separátory s drsností povrchu > 0,3μm (standardní hodnota Ra 0,1-0,3μm) nebo pevností v tahu < 300MPa jsou náchylnější k vrásnění.
Vady 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 stupňů, kde přípustná hodnota je menší nebo rovna 2 stupňům).
Nepřiměřený proces lisování za tepla:Nesprávné nastavení parametrů lisování za tepla - tlak, teplota, čas - má za následek špatné tvarování válečku elektrody.
Nerozumný proces plnění elektrolytu:Proces plnění obvykle zahrnuje (vakuové kreslení - primární náplň - stojící - před-nabíjení - vakuové kreslení - sekundární plnění). Pokud je podtlak vakua příliš vysoký nebo rychlost příliš vysoká, může to snadno způsobit oddělení separátoru od elektrod. Kromě toho se po předběžném nabíjení vytváří plyn a vakuové nasávání během sekundárního plnění může odstranit jak tento plyn, tak i část elektrolytu. Když je plyn extrahován, může vytvářet kanály, což také vede k viditelným vráskám.
Neúplná infiltrace elektrolytu:Pokud elektrolyt plně neinfiltruje a zanechá suché oblasti, mezery nebo bubliny mezi elektrodami a separátorem, může během vakuového tažení snadno dojít ke zvrásnění.
Vady povrchu elektrod:Inherentní defekty na elektrodách (jako jsou výčnělky, důlky atd.) mohou snadno ovlivnit, jak dobře se jim separátor přizpůsobí, což vede k zvrásnění.
III. Řešení pro zvrásnění separátoru:
Řešení často souvisí s příčinami a zahrnují zlepšení základních vlastností separátoru a zlepšení procesů navíjení, lisování za tepla, pečení a plnění elektrolytu. Prozkoumejte našelinka na výrobu bateriířešení pro optimalizované procesy.
Prodloužením doby infiltrace a vhodným zvýšením teploty infiltrace (např. infiltrace při 45 stupních) lze dosáhnout optimálního stavu infiltrace pro elektrody.
Kromě vylepšení procesu může navíc použití potahovaných separátorů účinně vyřešit problém mačkání. Například separátory s jednostranným-potahem PVDF výrazně zlepšují přilnavost po lisování za tepla a zcela eliminují nebo redukují vrásky. Zjistěte více o našich pokročilýchmateriál baterienabídky, včetně potahovaných separátorů.
TOB NOVÁ ENERGIE se specializuje na poskytování komplexních řešení bateriových linek, od pilotních a výzkumných linek až po sériovou výrobu. Nabízíme přizpůsobené vybavení, pokročilou technickou podporu a celou řadu vysoce-kvalitních materiálů, které vám pomohou optimalizovat procesy výroby a výzkumu baterií a efektivně řešit problémy, jako je mačkání separátoru.
