Влияние и влияние диафрагмы на литиевую батарею | Диафрагма Аро
Влияние и влияние диафрагмы на литиевую батарею
толщина
Толщина связана с внутренним сопротивлением, чем тоньше, тем меньше внутреннее сопротивление, чтобы достичь высокой мощности зарядки и разрядки. Как можно меньше при определенной механической прочности, чем толще прочность на прокол, тем лучше. Для расходных литий-ионных батарей 25 мкм обычно используется в качестве стандарта для толщины сепаратора. Тем не менее, в виде растущего спроса на портативные продукты, диафрагмы 16 мкм и даже тоньше начали использоваться в широком спектре применений. Для силовых батарей механические требования в процессе сборки делают требуемую диафрагму толще, а показатели безопасности очень важны для силовых батарей, а более толстая диафрагма означает лучшую безопасность.
Равномерность толщины диафрагмы является особенно важным показателем качества, который напрямую влияет на качество внешнего вида и внутренние характеристики рулона диафрагмы. Он должен строго контролироваться в процессе производства. На высокоавтоматизированной линии по производству диафрагм толщины диафрагмы автоматически определяется и контролируется высокоточным онлайн-бесконтактным толщиномером и системой управления быстрой обратной связью. Однородность толщины диафрагмы включает однородность продольной толщины и однородность боковой толщины, из которых однородность боковой толщины особенно важна, и, как правило, требуется контролировать ее в пределах ±1 мкм.
Отверстие
Сам материал сепаратора литиевых батарей имеет микропористую структуру, и распределение микропор во всем материале сепаратора должно быть равномерным. Частицы электродов, используемые в настоящее время, как правило, составляют порядка 10 микрон, а диаметр пор обычно составляет 0,03-0,12 мкм. Слишком маленький размер пор увеличит сопротивление, слишком большой размер пор легко заставит положительный и отрицательный полюса соприкасаться или быть прокалываться и замыкаться дендритами. Вообще говоря, размер субмикронной мембраны пор достаточен для предотвращения прямого прохождения частиц электрода. Конечно, не исключены некоторые проблемы, такие как микрокороткое замыкание, вызванное плохой обработкой поверхности электрода и большим количеством пыли.
Пористость
Пористость - это объемный процент пор в объеме мономерной пленки, который связан с плотностью сырой смолы и пленки. Размер пористости имеет определенную связь с внутренним сопротивлением, но абсолютное значение пористости между различными видами мембран не может быть напрямую сопоставлено. Пористость существующего сепаратора литий-ионных батарей составляет от 40% до 50%.
Дышащее сопротивление
Теоретически говоря, диафрагма не является необходимой частью батареи. Он будет добавлен для удовлетворения промышленного производства в будущем. Поэтому диафрагма должна соответствовать очень важным показателям: она не может ухудшить электрохимические показатели батареи, что в основном проявляется во внутреннем сопротивлении. Для оценки этой производительности используются два параметра:
Число Макмаллина: отношение между удельным сопротивлением диафрагмы, содержащей электролит, и удельным сопротивлением самого электролита. Чем меньше значение, тем лучше, а значение расходного литий-ионного аккумулятора составляет около 8.
Число Герли: время, необходимое для прохождения определенного объема газа через определенную область диафрагмы при определенных условиях давления. Она пропорциональна внутреннему сопротивлению аккумулятора, собранного с диафрагмой, то есть чем больше значение, тем больше внутреннее сопротивление. Однако бессмысленно просто сравнивать числа Герли двух разных диафрагм, потому что их микроструктуры могут быть совершенно разными, но число Герли одного и того же типа диафрагмы вполне может отражать размер внутреннего сопротивления.
температура
Температура замкнутой ячейки: Экзотермическая реакция внутри батареи самонагрева, перезарядка или внешнее короткое замыкание батареи будут генерировать много тепла, заставляя микропоры закрываться, тем самым блокируя непрерывную передачу ионов и образуя разомкнутый контур, который играет роль в защите батареи. Но для небольших батарей эффект от механизма теплового отключения ограничен. Как правило, ПЭ составляет 130-140 ° C, а PP - 150 ° C. Лучше иметь более низкую температуру закрытой ячейки.
Температура разрыва мембраны относится к внутреннему самонагреву батареи, а внешнее короткое замыкание повышает внутреннюю температуру батареи. После превышения температуры замыкания микропоры блокируются, чтобы блокировать поток тока, а температура термоплава еще больше повышается, вызывая разрыв диафрагмы и короткое замыкание батареи. Температура в момент разрыва — это температура разрыва. Более высокая температура разрыва лучше.
Прочность прокола
На определенной скорости (3-5 метров в минуту) игла диаметром 1 мм без острых краев прокалывается о кольцеобразную неподвижную перегородку. Максимальная сила, приложенная к игле для проникновения в перегородку, называется силой прокола. Достаточная прочность на прокол может предотвратить прокалывание диафрагмы лития и заусенцы полюсов диафрагмы и короткие замыкания. Значение сопротивления проколу обычно составляет 300-500 г. Однако метод, используемый в тесте, сильно отличается от фактической ситуации с батареей. Не особенно разумно напрямую сравнивать прочность на прокол двух типов сепараторов.
Механическая прочность
Механическая прочность в основном относится к прочности на растяжение диафрагмы, и достаточная прочность на растяжение может предотвратить деформацию диафрагмы. Прочность на растяжение диафрагмы связана с процессом изготовления пленки. При использовании одноосного растяжения прочность диафрагмы в направлении растяжения отличается от таковой в вертикальном направлении; при использовании двухосного растяжения консистенция диафрагмы в двух направлениях будет одинаковой. Как правило, прочность на растяжение в основном относится к тому, что продольная прочность должна достигать более 100 Мп, а поперечная прочность не должна быть слишком большой. Слишком много приведет к увеличению скорости поперечной усадки. Эта усадка увеличит вероятность того, что производители литиевых батарей свяжутся с положительными и отрицательными электродами.
Просачивание
Для того, чтобы внутреннее сопротивление батареи не было слишком большим, требуется, чтобы диафрагма могла быть полностью смазана электролитом, используемым в батарее. С одной стороны, степень смачиваемости связана с самим материалом диафрагмы, а с другой стороны, поверхность и внутренняя микроструктура диафрагмы тесно связаны. Лучшая смачиваемость способствует улучшению сродства диафрагмы и электролита, расширению контактной поверхности между диафрагмой и электролитом, тем самым увеличивая ионную проводимость, а также улучшая показатели заряда и разряда и емкость аккумулятора. Смачиваемость может быть измерена путем измерения скорости поглощения жидкости и скорости удержания жидкости.
последовательность
Из-за разницы в процессе приготовления консистенция диафрагмы может быть совершенно разной. Консистенция включает в себя самохарактерии, такие как температура закрытия, а также кажущуюся консистенцию, такую как консистенция дыры и толщина наблюдения под электронным микроскопом. Чем выше консистенция диафрагмы, тем лучше другие аспекты производительности.
Диафрагма Аро
