Mataas na pagganap ng baterya:Lithium-ion na bateryaay binubuo ng apat na pangunahing bahagi: positive electrode material, negative electrode material, separator, at electrolyte.Kabilang sa mga ito, ang separator ay isang pangunahing panloob na sangkap samga baterya ng lithium-ion.Bagama't hindi ito direktang nakikilahok sa electrochemical reaction, ito ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagganap ng baterya.Hindi lamang nito naaapektuhan ang kapasidad, pagganap ng ikot at pagkarga at paglabas ng kasalukuyang density ng baterya, ngunit nauugnay din sa kaligtasan at buhay ngbaterya.Ang separator ay nagpapanatili ng wastong pagpapatakbo at pagganap ng baterya sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga channel ng pagpapadaloy ng ion, pagpigil sa paghahalo ng electrolyte, at pagbibigay ng mekanikal na suporta. Direktang nakakaapekto ang conductivity ng ion ng separator sa bilis ng pagkarga at paglabas at kahusayan ng baterya.Ang mas mahusay na kondaktibiti ng ion ay maaaring mapabuti ang density ng kapangyarihan ng baterya.Bilang karagdagan, tinutukoy ng pagganap ng electrolyte isolation ng separator ang kaligtasan ng baterya.Ang epektibong paghihiwalay ng electrolyte sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes ay maaaring maiwasan ang mga isyu sa kaligtasan tulad ng mga short circuit at overheating.Ang separator ay kailangan ding magkaroon ng mahusay na mekanikal na lakas at flexibility upang makayanan ang pagpapalawak at pag-urong ng baterya at maiwasan ang mekanikal na pinsala at panloob na mga short circuit.Bilang karagdagan, kailangan din ng separator na mapanatili ang structural at functional na katatagan sa panahon ngbuhay ng bateryaupang matiyak ang pangmatagalang maaasahang pagpapatakbo ng baterya. .Samakatuwid, ang pagbuo at pag-optimize ng mga separator ay may kritikal na kahalagahan sa pagbuo at aplikasyon ng mga baterya ng lithium-ion.
1. Ang mahalagang tungkulin ng mga separator samga baterya ng lithium-ion
Ang mga separator ay may mahalagang papel sa mga baterya ng lithium-ion.Ito ay hindi lamang isang pisikal na hadlang na naghihiwalay sa positibo at negatibong mga electrodes, ngunit mayroon ding mga sumusunod na mahahalagang tungkulin:1.Pagpapadala ng Ion: Ang separator ay dapat na may mahusay na pagganap ng paghahatid ng ion at magagawang payagan ang mga lithium ions na malayang magpadala sa pagitan ng mga positibo at negatibong electrodes.Kasabay nito, kailangang epektibong harangan ng separator ang paghahatid ng mga electron upang maiwasan ang mga short circuit at self-discharge.2.Pagpapanatili ng electrolyte: Ang separator ay kailangang magkaroon ng mahusay na pagtutol sa solvent penetration, na maaaring epektibong mapanatili ang pare-parehong pamamahagi ng electrolyte sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes at maiwasan ang pagkawala ng electrolyte at mga pagbabago sa konsentrasyon.3.Lakas ng mekanikal: Ang separator ay kailangang magkaroon ng sapat na mekanikal na lakas upang mapaglabanan ang mekanikal na stress tulad ng compression, pagpapalawak at vibration ng baterya upang matiyak ang katatagan at kaligtasan ng baterya.4.Thermal stability: Ang separator ay kailangang magkaroon ng magandang thermal stability upang mapanatili ang structural stability sa mataas na temperatura na kapaligiran at maiwasan ang thermal runaway at thermal decomposition.5.Flame retardancy: Ang separator ay kailangang magkaroon ng mahusay na flame retardancy, na maaaring epektibong maiwasan ang baterya mula sa sunog o pagsabog sa ilalim ng abnormal na mga pangyayari. Upang matugunan ang mga kinakailangan sa itaas, ang mga separator ay karaniwang gawa sa mga polymer na materyales, tulad ng polypropylene (PP), polyethylene (PE), atbp. Bilang karagdagan, ang mga parameter tulad ng kapal, porosity, at laki ng butas ng butas ng separator ay makakaapekto rin sa pagganap ng baterya.Samakatuwid, sa proseso ng paghahanda ng mga baterya ng lithium-ion, napakahalaga na pumili ng naaangkop na mga materyales sa separator at i-optimize ang disenyo ng istruktura ng separator.
2. Ang pangunahing tungkulin ng mga separator samga baterya ng lithium:
Sa mga baterya ng lithium-ion, ang separator ay gumaganap ng isang mahalagang papel at may mga sumusunod na pangunahing pag-andar:1.Ion conduction: Ang separator ay nagpapahintulot sa mga lithium ions na maihatid sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes.Ang separator ay karaniwang may mataas na ionic conductivity, na maaaring magsulong ng mabilis at pantay na daloy ng mga lithium ions sa baterya at makamit ang mahusay na pag-charge at pagdiskarga ng baterya.2.Kaligtasan ng baterya: Maaaring pigilan ng separator ang direktang kontak at maikling circuit sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes, maiwasan ang overcurrent at overheating sa loob ng baterya, at magbigay ng kaligtasan sa baterya.3.Electrolyte isolation: Pinipigilan ng separator ang mga gas, impurities at iba pang substance sa electrolyte sa baterya mula sa paghahalo sa pagitan ng positive at negative electrodes, pag-iwas sa mga hindi kinakailangang kemikal na reaksyon at pagkawala, at pagpapanatili ng stability at cycle ng buhay ng baterya.4.Suporta sa mekanikal: Ang separator ay gumaganap ng papel ng mekanikal na suporta sa baterya.Maaari nitong ayusin ang mga posisyon ng positibo at negatibong mga electrodes at iba pang mga bahagi ng baterya.Mayroon din itong tiyak na antas ng flexibility at expansibility upang umangkop sa pagpapalawak at pag-urong ng baterya. Ang mga separator ay may mahalagang papel sa pagpapadaloy ng ion, kaligtasan ng baterya, electrolyte isolation at mekanikal na suporta sa mga baterya ng lithium-ion.Maaari nitong tiyakin ang matatag na operasyon at pagganap ng baterya.
3. Mga uri ng mga separator ng baterya ng lithium-ion
Maraming uri ng mga separator ng baterya ng lithium-ion, ang mga karaniwan ay kinabibilangan ng mga sumusunod:1.Polypropylene (PP) separator: Ito ang kasalukuyang pinakakaraniwang ginagamit na separator material.Ang mga polypropylene separator ay may mahusay na paglaban sa kemikal, magandang thermal stability at mekanikal na lakas, habang nagtataglay ng moderate na ion selectivity at conductive properties.2.Polyimide (PI) separator: Ang polyimide separator ay may mataas na thermal stability at chemical stability, at maaaring mapanatili ang stable na performance sa mga high temperature na kapaligiran.Dahil sa mataas na resistensya ng boltahe nito, ang mga polyimide separator ay kadalasang ginagamit sa mga baterya na may mataas na densidad ng enerhiya at mataas na kinakailangan ng kuryente.3.Polyethylene (PE) separator: Ang polyethylene separator ay may mataas na ion conductivity at magandang mekanikal na lakas, at kadalasang ginagamit sa mga partikular na uri ng lithium-ion na baterya, tulad ng mga supercapacitor at lithium-sulfur na baterya.4.Composite ceramic diaphragm: Ang composite ceramic diaphragm ay gawa sa ceramic fiber reinforced polymer substrate.Ito ay may mataas na mekanikal na lakas at paglaban sa init at makatiis ng mataas na temperatura at pisikal na pinsala.5.Nanopore separator: Ang Nanopore separator ay gumagamit ng mahusay na ion conductivity ng nanopore structure, habang nakakatugon sa mahusay na mekanikal na lakas at kemikal na katatagan.Inaasahang ilalapat ito sa mga baterya ng lithium-ion na may mataas na kapangyarihan at mga kinakailangan sa mahabang buhay. Ang mga separator na ito ng iba't ibang materyales at istruktura ay maaaring mapili at ma-optimize ayon sa iba't ibang disenyo ng baterya at mga kinakailangan sa pagganap.
4. Mga kinakailangan sa pagganap ng mga separator ng baterya ng lithium-ion
Ang mga separator ng baterya ng Lithium-ion ay isang kritikal na bahagi na may mga sumusunod na kinakailangan sa pagganap:1.Mataas na electrolyte conductivity: Ang separator ay dapat na may mataas na electrolyte conductivity upang i-promote ang ion conduction sa pagitan ng positibo at negatibong electrodes upang makamit ang mahusay na pag-charge at pagdiskarga ng baterya.2.Napakahusay na pagpili ng ion: Ang separator ay kailangang magkaroon ng magandang ion selectivity, na nagpapahintulot lamang sa paghahatid ng mga lithium ions at pinipigilan ang pagtagos o reaksyon ng iba pang mga sangkap sa baterya.3.Magandang thermal stability: Ang separator ay kailangang magkaroon ng magandang thermal stability at kayang mapanatili ang structural stability sa ilalim ng matinding kundisyon gaya ng mataas na temperatura o overcharging upang maiwasan ang thermal runaway o electrolyte evaporation at iba pang problema.4.Napakahusay na mekanikal na lakas at flexibility: Ang separator ay kailangang magkaroon ng mataas na mekanikal na lakas at flexibility upang maiwasan ang mga problema tulad ng mga edge short circuit o panloob na pinsala, at upang umangkop sa pagpapalawak at pag-urong ng baterya.5.Magandang chemical resistance: Ang separator ay kailangang magkaroon ng magandang chemical resistance at kayang labanan ang corrosion o contamination ng separator sa pamamagitan ng electrolytes, gas at impurities sa baterya.6.Mababang resistensya at mababang permeability: Ang separator ay dapat na may mababang resistensya at mababang permeability upang mabawasan ang pagkawala ng resistensya at pagkawala ng electrolyte sa loob ng baterya. lakas at kakayahang umangkop, mahusay na paglaban sa kemikal, mababang pagtutol at mababang pagkamatagusin.Tinitiyak ng mga kinakailangan sa pagganap na ito ang kaligtasan ng baterya, buhay ng cycle at density ng enerhiya.
Oras ng post: Set-15-2023