Baterija visokih performansi:Litijum-jonska baterijasastoji se od četiri glavna dijela: materijala pozitivne elektrode, materijala negativne elektrode, separatora i elektrolita.Među njima, separator je ključna unutrašnja komponentalitijum-jonske baterije.Iako ne učestvuje direktno u elektrohemijskoj reakciji, igra vitalnu ulogu u performansama baterije.To ne utječe samo na kapacitet, performanse ciklusa i gustinu struje punjenja i pražnjenja baterije, već se odnosi i na sigurnost i vijek trajanja baterije.baterija.Separator održava pravilan rad i performanse baterije tako što obezbeđuje kanale za jonsku provodljivost, sprečava mešanje elektrolita i pruža mehaničku podršku. Jonska provodljivost separatora direktno utiče na brzinu punjenja i pražnjenja i efikasnost baterije.Bolja jonska provodljivost može poboljšati gustinu snage baterije.Osim toga, učinak izolacije elektrolita separatora određuje sigurnost baterije.Efikasna izolacija elektrolita između pozitivne i negativne elektrode može spriječiti sigurnosne probleme kao što su kratki spojevi i pregrijavanje.Separator takođe treba da ima dobru mehaničku čvrstoću i fleksibilnost kako bi se nosio sa širenjem i stezanjem baterije i sprečio mehanička oštećenja i unutrašnje kratke spojeve.Osim toga, separator također treba da održava strukturnu i funkcionalnu stabilnost tokomtrajanje baterijekako bi se osigurao dugotrajan pouzdan rad baterije. Iako separator ne sudjeluje direktno u elektrohemijskoj reakciji baterije, on ima važan utjecaj na ključna svojstva kao što su kapacitet baterije, performanse ciklusa, brzina punjenja i pražnjenja, sigurnost i vijek trajanja .Stoga su razvoj i optimizacija separatora od kritičnog značaja za razvoj i primenu litijum-jonskih baterija.
1. Važna funkcija separatora ulitijum-jonske baterije
Separatori igraju vitalnu ulogu u litijum-jonskim baterijama.To nije samo fizička barijera koja razdvaja pozitivne i negativne elektrode, već ima i sljedeće važne funkcije:1.Prenos jona: separator mora imati dobre performanse prenosa jona i biti u stanju da dozvoli litijum jonima da se slobodno prenose između pozitivnih i negativnih elektroda.U isto vrijeme, separator treba efikasno blokirati prijenos elektrona kako bi spriječio kratke spojeve i samopražnjenje.2.Održavanje elektrolita: separator treba da ima dobru otpornost na prodiranje rastvarača, što može efikasno održavati ujednačenu distribuciju elektrolita između pozitivnih i negativnih elektroda i sprečiti gubitak elektrolita i promene koncentracije.3.Mehanička čvrstoća: separator mora imati dovoljnu mehaničku čvrstoću da izdrži mehanički stres kao što je kompresija, ekspanzija i vibracija baterije kako bi se osigurala stabilnost i sigurnost baterije.4.Termička stabilnost: separator treba da ima dobru termičku stabilnost da bi održao strukturnu stabilnost u okruženjima sa visokim temperaturama i sprečio toplotni odlazak i termičko raspadanje.5.Otpornost na vatru: separator treba da ima dobru otpornost na vatru, što može efikasno sprečiti bateriju od požara ili eksplozije u nenormalnim okolnostima. Da bi se ispunili gore navedeni zahtevi, separatori su obično napravljeni od polimernih materijala, kao što su polipropilen (PP), polietilen (PE) itd. Pored toga, parametri kao što su debljina, poroznost i veličina pora separatora će takođe uticati na performanse baterije.Stoga je u procesu pripreme litijum-jonskih baterija veoma važno odabrati odgovarajuće materijale separatora i optimizovati strukturni dizajn separatora.
2. Glavna uloga separatora ulitijumske baterije:
U litijum-jonskim baterijama, separator igra ključnu ulogu i ima sljedeće glavne funkcije:1.Jonska provodljivost: separator omogućava transport litijumovih jona između pozitivne i negativne elektrode.Separator obično ima visoku jonsku provodljivost, što može promovirati brz i ravnomjeran protok litijum jona u bateriji i postići efikasno punjenje i pražnjenje baterije.2.Sigurnost baterije: separator može spriječiti direktan kontakt i kratki spoj između pozitivne i negativne elektrode, izbjeći prekomjernu struju i pregrijavanje unutar baterije i osigurati sigurnost baterije.3.Izolacija elektrolita: separator sprječava miješanje plinova, nečistoća i drugih tvari u elektrolitu u bateriji između pozitivnih i negativnih elektroda, izbjegavajući nepotrebne kemijske reakcije i gubitke, i održavajući stabilnost i životni vijek baterije.4.Mehanička potpora: separator igra ulogu mehaničke potpore u bateriji.Može popraviti položaje pozitivnih i negativnih elektroda i drugih komponenti baterije.Takođe ima određeni stepen fleksibilnosti i proširivosti da se prilagodi širenju i kontrakciji baterije. Separatori igraju važnu ulogu u ionskoj provodljivosti, sigurnosti baterija, izolaciji elektrolita i mehaničkoj podršci u litijum-jonskim baterijama.Može osigurati stabilan rad i performanse baterije.
3. Vrste separatora litijum-jonskih baterija
Postoje mnoge vrste separatora litijum-jonskih baterija, a uobičajeni uključuju sljedeće:1.Polipropilenski (PP) separator: Ovo je trenutno najčešće korišteni separator.Polipropilenski separatori imaju odličnu hemijsku otpornost, dobru termičku stabilnost i mehaničku čvrstoću, dok poseduju umerenu ionsku selektivnost i provodljiva svojstva.2.Poliimid (PI) separator: Poliimidni separator ima visoku termičku stabilnost i hemijsku stabilnost i može održati stabilne performanse u okruženjima sa visokim temperaturama.Zbog svoje otpornosti na visok napon, poliimidni separatori se često koriste u baterijama sa velikom gustinom energije i visokim zahtjevima za snagom.3.Polietilenski (PE) separator: Polietilenski separator ima visoku jonsku provodljivost i dobru mehaničku čvrstoću i često se koristi u specifičnim tipovima litijum-jonskih baterija, kao što su superkondenzatori i litijum-sumporne baterije.4.Kompozitna keramička dijafragma: Kompozitna keramička dijafragma je napravljena od polimerne podloge ojačane keramičkim vlaknima.Ima visoku mehaničku čvrstoću i otpornost na toplinu i može izdržati visoke temperature i fizička oštećenja.5.Nanopore separator: Nanopore separator koristi odličnu ionsku provodljivost strukture nanopora, uz dobru mehaničku čvrstoću i hemijsku stabilnost.Očekuje se da će se primjenjivati u litijum-jonskim baterijama sa zahtjevima velike snage i dugog vijeka trajanja. Ovi separatori različitih materijala i struktura mogu se odabrati i optimizirati prema različitim dizajnom baterija i zahtjevima performansi.
4. Zahtjevi za performanse separatora litijum-jonskih baterija
Odvajači litijum-jonskih baterija su kritična komponenta sa sljedećim zahtjevima performansi:1.Visoka provodljivost elektrolita: separator mora imati visoku provodljivost elektrolita kako bi promovirao provodljivost jona između pozitivne i negativne elektrode kako bi se postiglo efikasno punjenje i pražnjenje baterije.2.Odlična ionska selektivnost: separator mora imati dobru ionsku selektivnost, omogućavajući samo prijenos litijum jona i sprečavajući prodiranje ili reakciju drugih supstanci u bateriji.3.Dobra termička stabilnost: separator treba da ima dobru termičku stabilnost i da bude u stanju da održi strukturnu stabilnost u ekstremnim uslovima kao što su visoka temperatura ili prekomerno punjenje kako bi se sprečilo toplotno bežanje ili isparavanje elektrolita i drugi problemi.4.Odlična mehanička čvrstoća i fleksibilnost: separator treba da ima visoku mehaničku čvrstoću i fleksibilnost kako bi spriječio probleme kao što su kratki spojevi na rubovima ili unutrašnja oštećenja, te da bi se prilagodio širenju i skupljanju baterije.5.Dobra hemijska otpornost: separator treba da ima dobru hemijsku otpornost i da bude u stanju da odoli koroziji ili kontaminaciji separatora elektrolitima, gasovima i nečistoćama u bateriji.6.Nizak otpor i niska propusnost: separator treba imati nisku otpornost i nisku propusnost kako bi se smanjio gubitak otpora i gubitak elektrolita unutar baterije. Zahtjevi za performanse separatora litijum-jonskih baterija su visoka provodljivost elektrolita, odlična ionska selektivnost, dobra termička stabilnost, odlična mehanička čvrstoća i fleksibilnost, dobra hemijska otpornost, niska otpornost i niska propusnost.Ovi zahtjevi za performanse osiguravaju sigurnost baterije, vijek trajanja i gustinu energije.
Vrijeme objave: Sep-15-2023