لیتیومجداکننده باتریبه عنوان یک مانع محافظ بین الکترودهای مثبت و منفی عمل می کند و یون ها را هدایت می کند اما الکترون ها را هدایت نمی کند. در حالت ایده آل پس از پر شدن و تشکیل الکترولیت، جداکننده باید تماس کامل و مسطح با الکترودها را حفظ کند. با این حال، وقتی باتری ها را جدا می کنیم، اغلب چروک شدید جداکننده را می بینیم. (این را می توان به وضوح از طریق چروک شدن الکترود منفی نیز مشاهده کرد).
در زیر، چین و چروک جداکننده را در سه جنبه مورد بحث قرار می دهیم: خطرات، علل و راه حل ها.
I. خطرات چروک شدن جداکننده:
افزایش مقاومت داخلی:ساختار ریز متخلخل جداکننده در نواحی چروکیده آسیب دیده است و مانع از مسیرهای انتقال یون لیتیوم{0}}می شود. این مقاومت داخلی را 15%-30% افزایش میدهد و راندمان شارژ-دشارژ را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهد.
محو شدن ظرفیت:نفوذ ناهموار الکترولیت در مناطق چروکیده منجر به کاهش استفاده از مواد فعال می شود. داده های تجربی از یک باتری کاتدی NMC مشخص، نرخ محو شدن ظرفیت تا 8 درصد در هر 100 سیکل را نشان می دهد.
رشد دندریت لیتیوم و خطر اتصال کوتاه:چروک شدن باعث افزایش موضعی در چگالی جریان، افزایش احتمال رشد دندریت لیتیوم در سطح آند گرافیت و افزایش خطر اتصال کوتاه می شود.
II. دلایل چروک شدن جداکننده:
عیوب مواد:جداکننده هایی با زبری سطح > 0.3μm (مقدار Ra استاندارد 0.1-0.3μm) یا استحکام کششی <300MPa بیشتر مستعد چروک شدن هستند.
نقص فرآیند: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 درجه که مقدار مجاز کمتر یا مساوی 2 درجه باشد).
فرآیند پرس داغ غیر منطقی:تنظیمات نامناسب برای پارامترهای فشار داغ - فشار، دما، زمان - منجر به شکلدهی ضعیف رول الکترود میشود.
فرآیند پر کردن غیر منطقی الکترولیت:فرآیند پر کردن معمولاً شامل (طراحی خلاء - پر کردن اولیه - ایستاده - قبل از{3}}شارژ - کشیدن خلاء - پر کردن ثانویه) است. اگر فشار منفی خلاء خیلی زیاد باشد یا سرعت خیلی زیاد باشد، به راحتی می تواند باعث جدایی بین جداکننده و الکترودها شود. علاوه بر این، گاز پس از شارژ اولیه- تولید میشود و کشیدن خلاء در طی پر کردن ثانویه میتواند هم این گاز و هم مقداری الکترولیت را حذف کند. هنگامی که گاز استخراج می شود، می تواند کانال هایی را تشکیل دهد که همچنین منجر به چین و چروک های قابل مشاهده می شود.
نفوذ ناقص الکترولیت:اگر الکترولیت به طور کامل نفوذ نکند و نواحی خشک، شکاف یا حباب بین الکترودها و جداکننده باقی بماند، چروکیدگی می تواند به راحتی در حین کشیدن خلاء رخ دهد.
عیوب سطح الکترود:عیوب ذاتی روی الکترودها (مانند برآمدگی ها، حفره ها و غیره) به راحتی می توانند بر میزان انطباق جداکننده با آنها تأثیر بگذارند و منجر به چروک شدن شوند.
III. راه حل هایی برای چروکیدگی جداکننده:
راه حل ها اغلب به علل مرتبط هستند و شامل بهبود خواص اساسی جداکننده و افزایش فرآیندهای سیم پیچی، پرس گرم، پخت و پر کردن الکترولیت هستند. ما را کاوش کنیدخط تولید باتریراه حل هایی برای فرآیندهای بهینه
با افزایش زمان نفوذ و افزایش مناسب دمای نفوذ (به عنوان مثال، نفوذ در 45 درجه)، می توان به حالت نفوذ بهینه برای الکترودها دست یافت.
علاوه بر این، فراتر از بهبود فرآیند، استفاده از جداکننده های پوشش داده شده می تواند به طور موثر مشکل چین و چروک را برطرف کند. به عنوان مثال، جداکنندههای با روکش یک طرفه PVDF به طور قابل توجهی چسبندگی را پس از فشار دادن گرم بهبود میبخشند و چین و چروکها را کاملاً از بین میبرند یا کاهش میدهند. درباره پیشرفته ما بیشتر بیاموزیدمواد باتریپیشنهادات، از جمله جداکننده های روکش دار.
TOB NEW ENERGY متخصص در ارائه راه حل های جامع خط باتری، از خطوط آزمایشی و تحقیقاتی گرفته تا تولید انبوه. ما تجهیزات سفارشی، پشتیبانی فنی پیشرفته، و طیف کاملی از{1}}مواد با کیفیت بالا را برای کمک به شما در بهینهسازی فرآیندهای ساخت باتری و تحقیقات، و مقابله موثر با چالشهایی مانند چروک شدن جداکننده، ارائه میکنیم.
