Liitiumpatarei eraldajatoimib kaitsva barjäärina positiivse ja negatiivse elektroodi vahel, juhtides ioone, kuid mitte elektrone. Ideaalses olekus pärast elektrolüüdi täitmist ja moodustamist peaks separaator säilitama täieliku ja tasase kontakti elektroodidega. Patareide lahtivõtmisel avastame aga sageli separaatori tugevat kortsumist. (Seda on selgelt näha ka negatiivse elektroodi kortsumise kaudu).
Allpool käsitleme eraldaja kortsumist kolmes aspektis: ohud, põhjused ja lahendused.
I. Separaatori kortsumise ohud:
Suurenenud sisemine takistus:Separaatori mikropoorne struktuur on kortsusaladel kahjustatud, takistades liitiumioonide{0}}transporditeed. See suurendab sisemist takistust 15%-30%, vähendades märkimisväärselt laadimise ja tühjenemise tõhusust.
Mahutavus tuhmumine:Ebaühtlane elektrolüütide infiltratsioon kortsus piirkondades põhjustab aktiivsete materjalide kasutamise vähenemist. Teatud NMC katoodpatarei katseandmed näitasid, et võimsuse tuhmumismäär on kuni 8% 100 tsükli kohta.
Liitiumdendriidi kasvu ja lühise oht:Kortsumine põhjustab voolutiheduse lokaalset suurenemist, suurendades liitiumdendriidi kasvu tõenäosust grafiitanoodi pinnal ja suurendades lühiste ohtu.
II. Separaatori kortsumise põhjused:
Materjali defektid:Separaatorid, mille pinnakaredus on > 0,3 μm (standard Ra väärtus 0,1–0,3 μm) või tõmbetugevus < 300 MPa, on rohkem kortsumise suhtes altid.
Protsessi defektid: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 kraadi, kus lubatud väärtus on väiksem kui 2 kraadi või sellega võrdne).
Ebamõistlik kuumpressimisprotsess:Kuumpressimise parameetrite - rõhk, temperatuur, aeg - valed seadistused põhjustavad elektroodirulli kehva kuju.
Ebamõistlik elektrolüütide täitmise protsess:Täitmisprotsess hõlmab tavaliselt (vaakumtõmbe - esmane täitmine - seisev - eellaadimine {-laadimine - vaakumtõmme - sekundaarne täitmine). Kui vaakumi negatiivne rõhk on liiga kõrge või kiirus on liiga suur, võib see kergesti põhjustada separaatori ja elektroodide eraldumist. Peale selle tekib pärast eellaadimist-gaas ja sekundaarse täitmise ajal toimuv vaakumtõmbumine võib eemaldada nii selle gaasi kui ka osa elektrolüüte. Gaasi eraldamisel võib see moodustada kanaleid, mis toob kaasa ka nähtavad kortsud.
Mittetäielik elektrolüütide infiltratsioon:Kui elektrolüüt ei imbu täielikult, jättes elektroodide ja separaatori vahele kuivad alad, tühimikud või mullid, võib vaakumtõmbamise ajal kergesti kortsuda.
Elektroodi pinna defektid:Elektroodide loomupärased defektid (nagu väljaulatuvad osad, süvendid jne) võivad kergesti mõjutada separaatori vastavust neile, põhjustades kortsumist.
III. Lahendused kortsude eraldamiseks:
Lahendused on sageli seotud põhjustega ja hõlmavad separaatori põhiomaduste parandamist ning kerimis-, kuumpressimis-, küpsetamis- ja elektrolüütide täitmise protsesside tõhustamist. Tutvuge meiegaaku tootmisliinoptimeeritud protsesside lahendused.
Pikendades infiltratsiooniaega ja suurendades sobivalt infiltratsiooni temperatuuri (nt infiltratsioon 45 kraadi juures), on võimalik saavutada elektroodide optimaalne infiltratsiooni olek.
Lisaks protsessi täiustamisele võib kortsumisprobleemi tõhusalt lahendada ka kaetud separaatorite kasutamine. Näiteks ühepoolse PVDF-kattega separaatorid parandavad pärast kuumpressimist märkimisväärselt haardumist, kõrvaldades või vähendades täielikult kortse. Lisateavet meie edasijõudnute kohtaaku materjalpakkumised, sealhulgas kaetud eraldajad.
TOB UUS ENERGIA on spetsialiseerunud terviklike akuliinide lahenduste pakkumisele piloot- ja uurimisliinidest kuni masstootmiseni. Pakume kohandatud seadmeid, täiustatud tehnilist tuge ja täielikku valikut kvaliteetseid-materjale, mis aitavad teil optimeerida aku tootmis- ja uurimisprotsesse ning lahendada tõhusalt selliseid probleeme nagu separaatori kortsumine.
