Что такое сепаратор?
сепаратор
Сепаратор — важнейший компонент литий-ионных-аккумуляторов. Это микропористая мембрана, используемая для разделения положительных и отрицательных электродов, и функциональный полимерный материал с наноразмерной микропористой структурой, как показано на рисунке 7-9. Производительность сепаратора определяет структуру интерфейса батареи, внутреннее сопротивление и другие характеристики, напрямую влияющие на ее емкость, срок службы и безопасность. Высокопроизводительный-сепаратор играет жизненно важную роль в повышении общей производительности аккумулятора. Его основная функция — предотвращать короткие замыкания, вызванные контактом электродов, позволяя при этом проходить ионам электролита. Для литий-ионных аккумуляторов, поскольку электролит представляет собой систему органических растворителей, требуются сепарационные материалы, устойчивые к органическим растворителям. Обычно используются высокопрочные тонкопленочные полиолефиновые пористые мембраны.
Производительность сепаратора литий-ионного аккумулятора определяет структуру интерфейса и внутреннее сопротивление аккумулятора, что напрямую влияет на его емкость, срок службы и безопасность. Технические требования к сепараторам литий-ионных аккумуляторов:
1) Характеристики изоляции: Сепаратор представляет собой электропроводящий изолятор, обеспечивающий механическую изоляцию между положительным и отрицательным электродами.
2) Высокая ионная проводимость: он должен минимизировать сопротивление движению ионов электролита, обладая определенным размером пор и пористостью, чтобы обеспечить низкое сопротивление и высокую ионную проводимость, обеспечивая хорошую проницаемость для ионов лития.
3) Химическая стабильность и электрохимическая инертность: он должен быть достаточно устойчив по отношению к электролиту, потенциальным примесям, электродным реагентам и продуктам электродных реакций, предотвращая растворение или разложение. Поскольку растворитель электролита представляет собой сильнополярное органическое соединение, сепаратор должен быть устойчив к электролитной коррозии и обладать достаточной химической и электрохимической стабильностью.
4) Минимальное отталкивание от электролита: он должен иметь хорошую смачиваемость электролитом и достаточную способность поглощать жидкость и удерживать влагу.
5) Высокая механическая прочность необходима для предотвращения разрывов и деформаций во время обработки. Необходимы достаточные механические свойства, включая прочность на прокол и прочность на растяжение, при минимальной толщине.
6) Стабильность размеров имеет решающее значение. Минимальное изменение размеров ниже точки плавления необходимо для предотвращения коротких замыканий между положительным и отрицательным электродами. Также важны хорошая пространственная стабильность и плоскостность, а также высокая однородность толщины и размера пор.
7) Важны хорошая термическая стабильность и защита от автоматического отключения. Силовые батареи предъявляют еще более высокие требования к сепаратору, обычно в котором используются композитные мембраны.
8) Минимальная термическая усадка необходима для эффективного предотвращения миграции частиц, коллоидов или других растворимых веществ между положительным и отрицательным электродами. В противном случае может произойти короткое замыкание, приводящее к выходу батареи из строя.
В разных системах и приложениях литий-ионных аккумуляторов разные требования к сепараторам.
