Жоғары өнімді батарея:Литий-ионды батареятөрт негізгі бөліктен тұрады: оң электрод материалы, теріс электрод материалы, сепаратор және электролит.Олардың ішінде сепаратор негізгі ішкі компонент болып табыладылитий-иондық батареялар.Ол электрохимиялық реакцияға тікелей қатыспаса да, батареяның жұмысында маңызды рөл атқарады.Ол аккумулятордың сыйымдылығына, цикл өнімділігіне және зарядтау және разрядтық токтың тығыздығына әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар батареяның қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзіміне де қатысты.батарея.Сепаратор ион өткізгіш арналарды қамтамасыз ету, электролиттердің араласуын болдырмау және механикалық қолдауды қамтамасыз ету арқылы батареяның дұрыс жұмысы мен өнімділігін қолдайды. Сепаратордың ион өткізгіштігі батареяның зарядтау және разряд жылдамдығына және тиімділігіне тікелей әсер етеді.Жақсырақ ион өткізгіштігі батареяның қуат тығыздығын жақсартады.Сонымен қатар, сепаратордың электролиттік оқшаулау өнімділігі батареяның қауіпсіздігін анықтайды.Оң және теріс электродтар арасындағы электролитті тиімді оқшаулау қысқа тұйықталу және қызып кету сияқты қауіпсіздік мәселелерін болдырмайды.Сондай-ақ, сепаратордың жақсы механикалық беріктігі мен икемділігі батареяның кеңеюі мен жиырылуына төтеп беруі және механикалық зақым мен ішкі қысқа тұйықталудың алдын алуы керек.Сонымен қатар, сепаратор сонымен қатар жұмыс кезінде құрылымдық және функционалдық тұрақтылықты сақтауы керекбатареяның қызмет ету мерзімібатареяның ұзақ мерзімді сенімді жұмысын қамтамасыз ету. Сепаратор аккумулятордың электрохимиялық реакциясына тікелей қатыспаса да, ол батарея сыйымдылығы, цикл өнімділігі, зарядтау және разряд жылдамдығы, қауіпсіздік және қызмет ету мерзімі сияқты негізгі қасиеттерге маңызды әсер етеді. .Сондықтан сепараторларды әзірлеу және оңтайландыру литий-ионды батареяларды әзірлеу және қолдану үшін өте маңызды.
1. Сепараторлардың маңызды қызметілитий-иондық батареялар
Бөлгіштер литий-иондық батареяларда маңызды рөл атқарады.Ол оң және теріс электродтарды ажырататын физикалық кедергі ғана емес, сонымен қатар келесі маңызды қызметтерді атқарады:1.Иондық беріліс: Сепаратор жақсы иондарды өткізу өнімділігіне ие болуы керек және литий иондарының оң және теріс электродтар арасында еркін өтуіне мүмкіндік беруі керек.Бұл ретте сепаратор қысқа тұйықталу мен өздігінен разрядты болдырмау үшін электрондардың берілуін тиімді блоктауы қажет.2.Электролитке қызмет көрсету: Сепаратор еріткіштің енуіне жақсы қарсылыққа ие болуы керек, ол оң және теріс электродтар арасында электролиттің біркелкі таралуын тиімді қамтамасыз ете алады және электролиттің жоғалуын және концентрациясының өзгеруін болдырмайды.3.Механикалық беріктік: Сепаратор батареяның тұрақтылығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін батареяның қысылуы, кеңеюі және дірілі сияқты механикалық кернеулерге төтеп беру үшін жеткілікті механикалық беріктікке ие болуы керек.4.Термиялық тұрақтылық: жоғары температуралық ортада құрылымдық тұрақтылықты сақтау және термиялық қашу мен термиялық ыдырауды болдырмау үшін сепаратор жақсы термиялық тұрақтылыққа ие болуы керек.5.Жалынға төзімділік: Сепаратор қалыпты емес жағдайларда батареяны өрттен немесе жарылудан тиімді қорғай алатын жақсы жалынға төзімді болуы керек. Жоғарыда көрсетілген талаптарды қанағаттандыру үшін сепараторлар әдетте полипропилен (PP), полиэтилен сияқты полимерлі материалдардан жасалады. (PE) және т.б. Сонымен қатар, сепаратордың қалыңдығы, кеуектілігі және кеуек өлшемі сияқты параметрлер де батареяның өнімділігіне әсер етеді.Сондықтан литий-иондық аккумуляторларды дайындау процесінде тиісті сепаратор материалдарын таңдау және сепаратордың құрылымдық дизайнын оңтайландыру өте маңызды.
2. Сепараторлардың негізгі рөлілитий батареялары:
Литий-ионды аккумуляторларда сепаратор негізгі рөл атқарады және келесі негізгі қызметтерге ие:1.Ион өткізгіштігі: сепаратор литий иондарын оң және теріс электродтар арасында тасымалдауға мүмкіндік береді.Сепаратор әдетте жоғары иондық өткізгіштікке ие, ол аккумулятордағы литий иондарының жылдам және біркелкі ағынына ықпал етіп, батареяны тиімді зарядтау мен зарядсыздандыруға қол жеткізе алады.2.Батарея қауіпсіздігі: Сепаратор оң және теріс электродтар арасындағы тікелей байланыс пен қысқа тұйықталуды болдырмайды, батареяның ішіндегі шамадан тыс ток пен қызып кетуді болдырмайды және батарея қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.3.Электролитті оқшаулау: Сепаратор аккумулятордағы электролиттегі газдардың, қоспалардың және басқа заттардың оң және теріс электродтар арасында араласуына жол бермейді, қажетсіз химиялық реакциялар мен жоғалтуларды болдырмайды және батареяның тұрақтылығы мен циклінің қызмет ету мерзімін сақтайды.4.Механикалық қолдау: сепаратор батареядағы механикалық тірек рөлін атқарады.Ол оң және теріс электродтардың және басқа батарея құрамдастарының орындарын бекіте алады.Ол сондай-ақ аккумулятордың кеңеюі мен жиырылуына бейімделу үшін белгілі бір икемділік пен кеңею мүмкіндігіне ие. Сепараторлар литий-ионды аккумуляторларда ион өткізгіштікте, батарея қауіпсіздігінде, электролит оқшаулауында және механикалық қолдауда маңызды рөл атқарады.Ол батареяның тұрақты жұмысы мен өнімділігін қамтамасыз ете алады.
3. Литий-ионды батарея сепараторларының түрлері
Литий-ионды батарея сепараторларының көптеген түрлері бар, олардың жалпы түрлеріне мыналар жатады: 1.Полипропилен (PP) сепараторы: Бұл қазіргі уақытта ең жиі қолданылатын сепаратор материалы.Полипропилен сепараторлары тамаша химиялық төзімділікке, жақсы термиялық тұрақтылыққа және механикалық беріктікке ие, сонымен бірге орташа иондық селективті және өткізгіштік қасиеттерге ие.2.Полимид (PI) сепараторы: Полимид сепараторы жоғары термиялық тұрақтылыққа және химиялық тұрақтылыққа ие және жоғары температуралық ортада тұрақты өнімділікті сақтай алады.Жоғары кернеуге төзімділігіне байланысты полиимидті сепараторлар энергияның тығыздығы жоғары және қуатты талап ететін батареяларда жиі қолданылады.3.Полиэтилен (ПЭ) сепараторы: Полиэтилен сепараторы жоғары ион өткізгіштікке және жақсы механикалық беріктікке ие және жиі суперконденсаторлар және литий-күкіртті батареялар сияқты литий-ионды батареялардың белгілі бір түрлерінде қолданылады.4.Композиттік керамикалық диафрагма: Композиттік керамикалық диафрагма керамикалық талшықты күшейтілген полимерлі субстраттан жасалған.Ол жоғары механикалық беріктікке және ыстыққа төзімділікке ие және жоғары температура мен физикалық зақымға төтеп бере алады.5.Нанокеуек бөлгіші: Нанокеуек бөлгіші жақсы механикалық беріктік пен химиялық тұрақтылыққа жауап бере отырып, нанокеуек құрылымының тамаша ион өткізгіштігін пайдаланады.Ол жоғары қуат пен ұзақ қызмет ету талаптары бар литий-ионды аккумуляторларда қолданылады деп күтілуде. Әртүрлі материалдар мен құрылымдардың бұл сепараторларын әртүрлі батарея конструкциялары мен өнімділік талаптарына сәйкес таңдауға және оңтайландыруға болады.
4. Литий-ионды батарея сепараторларының өнімділігіне қойылатын талаптар
Литий-ионды батарея сепараторлары келесі өнімділік талаптары бар маңызды құрамдас болып табылады: 1.Жоғары электролит өткізгіштігі: батареяны тиімді зарядтау және разрядтау үшін оң және теріс электродтар арасында ион өткізгіштігін арттыру үшін сепаратор жоғары электролит өткізгіштікке ие болуы керек.2.Өте жақсы ион таңдағыштығы: Сепаратор тек литий иондарының берілуіне мүмкіндік беретін және аккумулятордағы басқа заттардың енуіне немесе реакциясына жол бермейтін жақсы ион таңдау қабілетіне ие болуы керек.3.Жақсы термиялық тұрақтылық: Сепаратор жақсы термиялық тұрақтылыққа ие болуы керек және термиялық ағып кетуді немесе электролиттің булануын және басқа мәселелерді болдырмау үшін жоғары температура немесе шамадан тыс зарядтау сияқты экстремалды жағдайларда құрылымдық тұрақтылықты сақтай алуы керек.4.Тамаша механикалық беріктік пен икемділік: шеткі қысқа тұйықталу немесе ішкі зақым сияқты мәселелерді болдырмау және батареяның кеңеюі мен жиырылуына бейімделу үшін сепаратор жоғары механикалық беріктік пен икемділікке ие болуы керек.5.Жақсы химиялық төзімділік: Сепаратор жақсы химиялық төзімділікке ие болуы керек және сепаратордың коррозияға немесе батареядағы электролиттер, газдар және қоспалармен ластануына қарсы тұруы керек.6.Төмен қарсылық және төмен өткізгіштік: Батареяның ішіндегі қарсылық жоғалуын және электролит жоғалуын азайту үшін сепаратор төмен қарсылық пен төмен өткізгіштікке ие болуы керек. Литий-ионды батарея сепараторларының өнімділік талаптары жоғары электролит өткізгіштігі, тамаша ион селективтілігі, жақсы термиялық тұрақтылық, тамаша механикалық болып табылады. беріктік пен икемділік, жақсы химиялық төзімділік, төмен қарсылық және төмен өткізгіштік.Бұл өнімділік талаптары батарея қауіпсіздігін, циклдің қызмет ету мерзімін және қуат тығыздығын қамтамасыз етеді.
Жіберу уақыты: 15 қыркүйек 2023 ж