Литийсепаратор батареидействует как защитный барьер между положительным и отрицательным электродами, проводя ионы, но не электроны. В идеальном состоянии после заливки и формирования электролита сепаратор должен сохранять полный и плоский контакт с электродами. Однако, разбирая аккумуляторы, мы часто обнаруживаем сильные смятия сепаратора. (Это также можно ясно наблюдать по сморщению отрицательного электрода).
Ниже мы обсудим образование складок на сепараторе в трех аспектах: опасности, причины и решения.
I. Опасность образования складок на сепараторе:
Повышенное внутреннее сопротивление:Микропористая структура сепаратора повреждается в складчатых участках, затрудняя транспортировку ионов лития. Это увеличивает внутреннее сопротивление на 15%-30%, значительно снижая эффективность заряда-разряда.
Емкость исчезает:Неравномерная инфильтрация электролита в морщинистых участках приводит к снижению использования активных материалов. Экспериментальные данные для определенной катодной батареи NMC показали скорость снижения емкости до 8% на 100 циклов.
Рост дендрита лития и риск короткого замыкания:Сморщивание вызывает локальное увеличение плотности тока, повышая вероятность роста дендритов лития на поверхности графитового анода и увеличивая риск коротких замыканий.
II. Причины смятия сепаратора:
Дефекты материала:Сепараторы с шероховатостью поверхности > 0,3 мкм (стандартное значение Ra 0,1–0,3 мкм) или прочностью на разрыв < 300 МПа более склонны к образованию складок.
Дефекты процесса: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 градусов, если допустимое значение меньше или равно 2 градусам).
Необоснованный процесс горячего прессования:Неправильные настройки параметров горячего прессования - давления, температуры, времени - приводят к плохой форме электродного валка.
Необоснованный процесс заливки электролита:Процесс наполнения обычно включает в себя (вакуумную вытяжку - первичное наполнение - стояние - предварительную- зарядку - вакуумную вытяжку - вторичное наполнение). Если отрицательное давление вакуума слишком велико или слишком высокая скорость, это может легко привести к расслоению между сепаратором и электродами. Кроме того, после предварительной-зарядки образуется газ, и вакуумная вытяжка во время вторичного заполнения может удалить как этот газ, так и некоторое количество электролита. Когда газ извлекается, он может образовывать каналы, что также приводит к появлению видимых морщин.
Неполная инфильтрация электролита:Если электролит не проникает полностью, оставляя сухие участки, зазоры или пузырьки между электродами и сепаратором, во время вакуумной вытяжки могут легко возникнуть морщины.
Дефекты поверхности электродов:Собственные дефекты электродов (например, выступы, ямки и т. д.) могут легко повлиять на соответствие им сепаратора, что приведет к образованию складок.
III. Решения для устранения складок сепаратора:
Решения часто связаны с причинами и включают улучшение основных свойств сепаратора, а также улучшение процессов намотки, горячего прессования, обжига и заполнения электролитом. Изучите нашлиния по производству аккумулятороврешения для оптимизации процессов.
Путем увеличения времени пропитки и соответствующего увеличения температуры пропитки (например, пропитки при 45 градусах) можно достичь оптимального состояния пропитки электродов.
Кроме того, помимо усовершенствования процесса, использование сепараторов с покрытием может эффективно решить проблему образования складок. Например, сепараторы с односторонним-покрытием из ПВДФ значительно улучшают адгезию после горячего прессования, полностью устраняя или уменьшая морщины. Узнайте больше о наших передовыхматериал батареипредложения, включая сепараторы с покрытием.
ТОБ НОВАЯ ЭНЕРГИЯ специализируется на предоставлении комплексных решений для аккумуляторных батарей, от пилотных и исследовательских линий до массового производства. Мы предлагаем специальное оборудование, расширенную техническую поддержку и полный спектр высококачественных материалов-, которые помогут вам оптимизировать процессы производства и исследования аккумуляторов, эффективно решая такие проблемы, как образование складок сепаратора.
