Overzicht
Lithiumbatterijscheiders dienen als een beschermende barrière tussen de positieve en negatieve elektroden en geleiden ionen maar geen elektronen. Idealiter zou de separator na injectie en vorming een perfecte, vlakke pasvorm met de elektrode moeten behouden. Bij het demonteren van de batterij blijkt echter vaak dat de separator ernstig gekreukeld is. (Dit is ook duidelijk te zien aan de rimpels op de negatieve elektrode.)
Het volgende bespreekt separatorrimpels op drie belangrijke punten: de gevaren van separatorrimpels, de oorzaken van separatorrimpels en oplossingen voor separatorrimpels.
Gevaren van scheidingsrimpels
Verhoogde interne weerstand: De microporeuze structuur van de separator in het gerimpelde gebied wordt verstoord, waardoor het transmissiepad van lithiumionen wordt belemmerd. Dit verhoogt de interne weerstand met 15%-30%, waardoor de laad- en ontlaadefficiëntie aanzienlijk wordt verminderd.
Capaciteit vervagen:Een ongelijkmatige infiltratie van elektrolyten in het gerimpelde gebied vermindert het actieve materiaalgebruik. Experimentele gegevens van een bepaalde ternaire kathodebatterij lieten een capaciteitsverlies zien van maximaal 8% per 100 cycli.
Lithiumplating veroorzaakt kortsluiting:Rimpeling verhoogt de lokale stroomdichtheid en de kans op groei van lithiumdendrieten op het grafietanodeoppervlak, waardoor het risico op kortsluiting toeneemt.
Oorzaken van rimpels in het middenrif
Materiaalfouten:Rimpels komen vaker voor als de ruwheid van het membraanoppervlak groter is dan 0,3 μm (Ra standaardwaarde 0,1-0,3 μm) of de treksterkte minder dan 300 MPa is.
Procesfouten:Overmatige schommelingen in de wikkelspanning van meer dan ±3% kunnen leiden tot ongelijkmatige elektroderoldichtheid (standaardvereiste ±1%), oventemperatuurgradiënten groter dan 5 graden (toegestane waarde kleiner dan of gelijk aan 2 graden), enz.
Onjuist warmpersproces:Onjuiste warmpersdruk-, temperatuur- en tijdinstellingen kunnen leiden tot een slechte vorming van de elektroderol.
Onjuist injectieproces:Het injectieproces omvat doorgaans (primaire vacuüminjectie - rust - vóór- vullen - secundaire vacuüminjectie). Als de vacuümdruk te hoog is of de snelheid te hoog is, kan er gemakkelijk scheiding tussen het membraan en de elektrode optreden. Tegelijkertijd wordt er gas gegenereerd na het voor-laden, en bij het stofzuigen tijdens het secundaire vullen wordt ook gas en wat elektrolyt onttrokken. Door deze gasextractie ontstaan er gasbanen en merkbare rimpels.
Onvolledige elektrolytimpregnatie:Onvolledige elektrolytimpregnatie resulteert in droge gebieden, openingen en luchtbellen tussen de elektrode en het diafragma, waardoor deze tijdens het stofzuigen gevoelig is voor kreuken. Defecten aan het oppervlak van de elektrode: Intrinsieke defecten in de elektrode (zoals bobbels en putjes) kunnen de hechting van het diafragma eraan beïnvloeden, wat kan leiden tot elektroderimpels.
Oplossingen voor diafragmarimpels
De oplossingen hebben vaak vergelijkbare oorzaken, waaronder het verbeteren van de basiseigenschappen van het diafragma en het verfijnen van de wikkel-, heetpers-, bak- en vulprocessen.
Optimale elektrode-impregnatie kan worden bereikt door de impregnatietijd te verlengen en de impregnatietemperatuur op passende wijze te verhogen (bijvoorbeeld 45 graden).
Naast procesverbeteringen kan het gebruik van gecoate membranen het probleem van membraanrimpeling effectief verminderen. Diafragma's die aan één zijde zijn gecoat met PVDF verbeteren bijvoorbeeld de hechting na heetpersen aanzienlijk, waardoor rimpels volledig worden geëlimineerd of verminderd.
Over ons
Acey Intelligentis gespecialiseerd in het onderzoek naar en de productie van hoogwaardige-apparatuur voor lithium-ionbatterijen. We kunnen niet alleen een one-stopoplossing bieden voor de productielijn van lithium-ionbatterijen voor cilindrische batterijen, knoopcelbatterijen, buidelcellen, maar ook een-stopoplossing bieden voor de assemblagelijn voor lithiumbatterijpakketten. Als u nieuw bent in de lithium-ionbatterijindustrie en uw eigen productielijn voor lithium-ionbatterijen of assemblagelijn voor lithium-ionbatterijpakketten wilt bouwen, kunnen we u professionele technische ondersteuning en begeleiding bieden. neem gerust contact met ons op!