Bateria de alto desempenho:Bateria de íon de lítioé composto de quatro partes principais: material do eletrodo positivo, material do eletrodo negativo, separador e eletrólito.Entre eles, o separador é um componente interno chave embaterias de íon de lítio.Embora não participe diretamente da reação eletroquímica, desempenha um papel vital no desempenho da bateria.Não afeta apenas a capacidade, o desempenho do ciclo e a densidade da corrente de carga e descarga da bateria, mas também está relacionado à segurança e à vida útil da bateria.bateria.O separador mantém a operação e o desempenho adequados da bateria, fornecendo canais de condução iônica, evitando a mistura de eletrólitos e fornecendo suporte mecânico. A condutividade iônica do separador afeta diretamente a velocidade de carga e descarga e a eficiência da bateria.Uma melhor condutividade iônica pode melhorar a densidade de potência da bateria.Além disso, o desempenho do isolamento eletrolítico do separador determina a segurança da bateria.O isolamento eficaz do eletrólito entre os eletrodos positivo e negativo pode evitar problemas de segurança, como curtos-circuitos e superaquecimento.O separador também precisa ter boa resistência mecânica e flexibilidade para lidar com a expansão e contração da bateria e evitar danos mecânicos e curtos-circuitos internos.Além disso, o separador também precisa manter a estabilidade estrutural e funcional durante ovida útil da bateriapara garantir uma operação confiável a longo prazo da bateria. Embora o separador não participe diretamente da reação eletroquímica da bateria, ele tem um impacto importante nas principais propriedades, como capacidade da bateria, desempenho do ciclo, velocidade de carga e descarga, segurança e vida útil .Portanto, o desenvolvimento e a otimização de separadores são de importância crítica para o desenvolvimento e aplicação de baterias de íon-lítio.
1. A importante função dos separadores embaterias de íon de lítio
Os separadores desempenham um papel vital nas baterias de íons de lítio.Não é apenas uma barreira física que separa os eletrodos positivos e negativos, mas também tem as seguintes funções importantes:1.Transmissão de íons: O separador deve ter um bom desempenho de transmissão de íons e ser capaz de permitir que os íons de lítio sejam transmitidos livremente entre os eletrodos positivo e negativo.Ao mesmo tempo, o separador precisa bloquear efetivamente a transmissão de elétrons para evitar curtos-circuitos e autodescarga.2.Manutenção do eletrólito: O separador precisa ter boa resistência à penetração do solvente, o que pode efetivamente manter a distribuição uniforme do eletrólito entre os eletrodos positivos e negativos e evitar a perda de eletrólito e alterações de concentração.3.Resistência mecânica: O separador precisa ter resistência mecânica suficiente para suportar tensões mecânicas, como compressão, expansão e vibração da bateria, para garantir a estabilidade e segurança da bateria.4.Estabilidade térmica: O separador precisa ter boa estabilidade térmica para manter a estabilidade estrutural em ambientes de alta temperatura e evitar fuga térmica e decomposição térmica.5.Retardador de chama: O separador precisa ter um bom retardador de chama, o que pode efetivamente impedir que a bateria incendie ou exploda em circunstâncias anormais. Para atender aos requisitos acima, os separadores são geralmente feitos de materiais poliméricos, como polipropileno (PP), polietileno (PE), etc. Além disso, parâmetros como espessura, porosidade e tamanho dos poros do separador também afetarão o desempenho da bateria.Portanto, no processo de preparação de baterias de íon-lítio, é muito importante selecionar materiais separadores apropriados e otimizar o projeto estrutural do separador.
2. O principal papel dos separadores embaterias de lítio:
Nas baterias de íon-lítio, o separador desempenha um papel fundamental e tem as seguintes funções principais:1.Condução de íons: O separador permite que íons de lítio sejam transportados entre os eletrodos positivo e negativo.O separador geralmente possui alta condutividade iônica, o que pode promover o fluxo rápido e uniforme de íons de lítio na bateria e obter carga e descarga eficientes da bateria.2.Segurança da bateria: O separador pode evitar contato direto e curto-circuito entre os eletrodos positivo e negativo, evitar sobrecorrente e superaquecimento dentro da bateria e fornecer segurança da bateria.3.Isolamento eletrolítico: O separador evita que gases, impurezas e outras substâncias do eletrólito da bateria se misturem entre os eletrodos positivos e negativos, evitando reações químicas e perdas desnecessárias e mantendo a estabilidade e o ciclo de vida da bateria.4.Suporte mecânico: O separador desempenha a função de suporte mecânico da bateria.Pode fixar as posições dos eletrodos positivos e negativos e outros componentes da bateria.Ele também possui um certo grau de flexibilidade e expansibilidade para se adaptar à expansão e contração da bateria. Os separadores desempenham um papel importante na condução iônica, segurança da bateria, isolamento eletrolítico e suporte mecânico em baterias de íon-lítio.Pode garantir a operação estável e o desempenho da bateria.
3. Tipos de separadores de bateria de íon de lítio
Existem muitos tipos de separadores de bateria de íons de lítio, os mais comuns incluem os seguintes:1.Separador de polipropileno (PP): Este é atualmente o material separador mais comumente usado.Os separadores de polipropileno possuem excelente resistência química, boa estabilidade térmica e resistência mecânica, ao mesmo tempo que possuem seletividade iônica moderada e propriedades condutoras.2.Separador de poliimida (PI): O separador de poliimida possui alta estabilidade térmica e química e pode manter desempenho estável em ambientes de alta temperatura.Devido à sua resistência a alta tensão, os separadores de poliimida são frequentemente usados em baterias com alta densidade de energia e altos requisitos de potência.3.Separador de polietileno (PE): O separador de polietileno possui alta condutividade iônica e boa resistência mecânica, e é frequentemente usado em tipos específicos de baterias de íon-lítio, como supercapacitores e baterias de lítio-enxofre.4.Diafragma cerâmico composto: O diafragma cerâmico composto é feito de substrato de polímero reforçado com fibra cerâmica.Possui alta resistência mecânica e resistência ao calor e pode suportar altas temperaturas e danos físicos.5.Separador Nanopore: O separador Nanopore utiliza a excelente condutividade iônica da estrutura nanopore, ao mesmo tempo que atende boa resistência mecânica e estabilidade química.Espera-se que seja aplicado em baterias de íon-lítio com requisitos de alta potência e longa vida útil. Esses separadores de diferentes materiais e estruturas podem ser selecionados e otimizados de acordo com diferentes designs de bateria e requisitos de desempenho.
4. Requisitos de desempenho dos separadores de bateria de íons de lítio
Os separadores de bateria de íons de lítio são um componente crítico com os seguintes requisitos de desempenho:1.Alta condutividade eletrolítica: O separador deve ter alta condutividade eletrolítica para promover a condução iônica entre os eletrodos positivos e negativos para obter carga e descarga eficientes da bateria.2.Excelente seletividade iônica: O separador precisa ter boa seletividade iônica, permitindo apenas a transmissão de íons de lítio e evitando a penetração ou reação de outras substâncias na bateria.3.Boa estabilidade térmica: O separador precisa ter boa estabilidade térmica e ser capaz de manter a estabilidade estrutural sob condições extremas, como alta temperatura ou sobrecarga, para evitar fuga térmica ou evaporação de eletrólitos e outros problemas.4.Excelente resistência mecânica e flexibilidade: O separador precisa ter alta resistência mecânica e flexibilidade para evitar problemas como curto-circuitos nas bordas ou danos internos, e para se adaptar à expansão e contração da bateria.5.Boa resistência química: O separador precisa ter boa resistência química e ser capaz de resistir à corrosão ou contaminação do separador por eletrólitos, gases e impurezas na bateria.6.Baixa resistência e baixa permeabilidade: O separador deve ter baixa resistência e baixa permeabilidade para reduzir a perda de resistência e perda de eletrólito dentro da bateria. Os requisitos de desempenho dos separadores de bateria de íon-lítio são alta condutividade eletrolítica, excelente seletividade iônica, boa estabilidade térmica, excelente mecânica força e flexibilidade, boa resistência química, baixa resistência e baixa permeabilidade.Esses requisitos de desempenho garantem a segurança da bateria, o ciclo de vida e a densidade de energia.
Horário da postagem: 15 de setembro de 2023