เทคโนโลยีหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง:แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก: วัสดุอิเล็กโทรดบวก วัสดุอิเล็กโทรดลบ ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ในหมู่พวกเขา ตัวคั่นเป็นส่วนประกอบภายในที่สำคัญแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน.แม้ว่าจะไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า แต่ก็มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ไม่เพียงส่งผลกระทบต่อความจุ ประสิทธิภาพของวงจร และความหนาแน่นกระแสการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อีกด้วยแบตเตอรี่.ตัวแยกจะรักษาการทำงานและประสิทธิภาพแบตเตอรี่ที่เหมาะสมโดยจัดให้มีช่องการนำไอออน ป้องกันอิเล็กโทรไลต์ผสม และให้การสนับสนุนทางกล การนำไอออนของตัวแยกส่งผลโดยตรงต่อความเร็วการชาร์จและคายประจุ และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่การนำไอออนที่ดีขึ้นสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ได้นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการแยกอิเล็กโทรไลต์ของตัวแยกจะกำหนดความปลอดภัยของแบตเตอรี่การแยกอิเล็กโทรไลต์อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบสามารถป้องกันปัญหาด้านความปลอดภัย เช่น การลัดวงจร และความร้อนสูงเกินไปตัวแยกยังต้องมีความแข็งแรงทางกลและความยืดหยุ่นที่ดีเพื่อรับมือกับการขยายตัวและการหดตัวของแบตเตอรี่ และป้องกันความเสียหายทางกลและการลัดวงจรภายในนอกจากนี้ ตัวแยกยังต้องรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างและการทำงานในระหว่างนั้นอายุการใช้งานแบตเตอรี่เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาวของแบตเตอรี่ แม้ว่าตัวแยกจะไม่มีส่วนร่วมโดยตรงในปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แต่ก็มีผลกระทบที่สำคัญต่อคุณสมบัติหลัก เช่น ความจุของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพของวงจร ความเร็วในการชาร์จและคายประจุ ความปลอดภัย และอายุการใช้งาน .ดังนั้นการพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพตัวแยกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาและการประยุกต์ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

1. หน้าที่สำคัญของตัวแยกในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ตัวแยกมีบทบาทสำคัญในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่เพียงแต่เป็นสิ่งกีดขวางทางกายภาพที่แยกอิเล็กโทรดบวกและลบเท่านั้น แต่ยังมีหน้าที่สำคัญดังต่อไปนี้:1.การส่งผ่านไอออน: ตัวแยกต้องมีประสิทธิภาพการส่งผ่านไอออนที่ดี และสามารถปล่อยให้ลิเธียมไอออนส่งผ่านได้อย่างอิสระระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบในเวลาเดียวกัน ตัวคั่นจำเป็นต้องบล็อกการส่งอิเล็กตรอนอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันการลัดวงจรและการคายประจุในตัวเอง2.การบำรุงรักษาอิเล็กโทรไลต์: ตัวแยกต้องมีความต้านทานที่ดีต่อการแทรกซึมของตัวทำละลาย ซึ่งสามารถรักษาการกระจายตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่สม่ำเสมอระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์และการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น3.ความแข็งแรงทางกล: ตัวแยกต้องมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอที่จะทนต่อความเครียดทางกล เช่น การบีบอัด การขยายตัว และการสั่นสะเทือนของแบตเตอรี่ เพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพและความปลอดภัยของแบตเตอรี่4.เสถียรภาพทางความร้อน: ตัวแยกจำเป็นต้องมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และป้องกันการเคลื่อนตัวของความร้อนและการสลายตัวของความร้อน5.สารหน่วงไฟ: ตัวแยกต้องมีสารหน่วงไฟที่ดี ซึ่งสามารถป้องกันแบตเตอรี่จากไฟไหม้หรือการระเบิดภายใต้สถานการณ์ที่ผิดปกติได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้น ตัวแยกมักจะทำจากวัสดุโพลีเมอร์ เช่น โพรพิลีน (PP) โพลีเอทิลีน (PE) ฯลฯ นอกจากนี้ พารามิเตอร์ เช่น ความหนา ความพรุน และขนาดรูพรุนของตัวแยกจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ด้วยดังนั้นในกระบวนการเตรียมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงเป็นสิ่งสำคัญมากในการเลือกวัสดุตัวแยกที่เหมาะสมและปรับการออกแบบโครงสร้างของตัวแยกให้เหมาะสม

2. บทบาทหลักของตัวแยกในแบตเตอรี่ลิเธียม:

ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ตัวแยกมีบทบาทสำคัญในและมีหน้าที่หลักดังต่อไปนี้:1.การนำไอออน: ตัวแยกช่วยให้ลิเธียมไอออนสามารถเคลื่อนย้ายระหว่างขั้วบวกและขั้วลบได้ตัวแยกมักจะมีการนำไอออนิกสูง ซึ่งสามารถส่งเสริมการไหลของไอออนลิเธียมอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอในแบตเตอรี่ และบรรลุการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ2.ความปลอดภัยของแบตเตอรี่: ตัวคั่นสามารถป้องกันการสัมผัสโดยตรงและการลัดวงจรระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ หลีกเลี่ยงกระแสเกินและความร้อนสูงเกินไปภายในแบตเตอรี่ และให้ความปลอดภัยของแบตเตอรี่3.การแยกอิเล็กโทรไลต์: ตัวแยกจะป้องกันก๊าซ สิ่งเจือปน และสารอื่นๆ ในอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ไม่ให้ปะปนกันระหว่างอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ หลีกเลี่ยงปฏิกิริยาเคมีและการสูญเสียที่ไม่จำเป็น และรักษาเสถียรภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่4.การสนับสนุนทางกล: ตัวแยกมีบทบาทในการรองรับทางกลในแบตเตอรี่สามารถแก้ไขตำแหน่งของขั้วบวกและขั้วลบและส่วนประกอบอื่นๆของแบตเตอรี่ได้นอกจากนี้ยังมีความยืดหยุ่นและความสามารถในการขยายได้ในระดับหนึ่งเพื่อปรับให้เข้ากับการขยายตัวและการหดตัวของแบตเตอรี่ ตัวแยกมีบทบาทสำคัญในการนำไอออน ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ การแยกอิเล็กโทรไลต์ และการรองรับเชิงกลในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถรับประกันการทำงานและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่มั่นคง

3. ประเภทของตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีหลายประเภท โดยทั่วไปมีดังต่อไปนี้:1.ตัวแยกโพลีโพรพีลีน (PP): ปัจจุบันเป็นวัสดุตัวแยกที่ใช้กันมากที่สุดตัวแยกโพลีโพรพีลีนมีความทนทานต่อสารเคมีดีเยี่ยม มีเสถียรภาพทางความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลที่ดี ขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติการคัดเลือกไอออนและการนำไฟฟ้าปานกลาง2.ตัวแยกโพลีอิไมด์ (PI): ตัวแยกโพลีอิไมด์มีเสถียรภาพทางความร้อนและความเสถียรทางเคมีสูง และสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าแรงสูง ตัวแยกโพลีอิไมด์จึงมักใช้ในแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงและความต้องการพลังงานสูง3.ตัวแยกโพลีเอทิลีน (PE): ตัวแยกโพลีเอทิลีนมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนสูงและมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดี และมักใช้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนบางประเภท เช่น ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์และแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์4.ไดอะแฟรมเซรามิกคอมโพสิต: ไดอะแฟรมเซรามิกคอมโพสิตทำจากซับสเตรตโพลีเมอร์เสริมใยเซรามิกมีความแข็งแรงเชิงกลสูงและทนความร้อนและสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและความเสียหายทางกายภาพได้5.ตัวแยกนาโนพอร์: ตัวแยกนาโนพอร์ใช้การนำไอออนที่ดีเยี่ยมของโครงสร้างนาโนพอร์ ขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีและมีความเสถียรทางเคมีคาดว่าจะใช้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความต้องการพลังงานสูงและอายุการใช้งานยาวนาน ตัวแยกวัสดุและโครงสร้างที่แตกต่างกันเหล่านี้สามารถเลือกและปรับให้เหมาะสมตามการออกแบบแบตเตอรี่และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

4. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญโดยมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพดังต่อไปนี้:1.ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์สูง: ตัวแยกต้องมีค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์สูงเพื่อส่งเสริมการนำไอออนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ เพื่อให้การชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพ2.การเลือกไอออนที่ดีเยี่ยม: ตัวแยกต้องมีการเลือกไอออนที่ดี ทำให้มีเพียงลิเธียมไอออนเท่านั้นที่ส่งผ่านได้ และป้องกันการแทรกซึมหรือปฏิกิริยาของสารอื่นๆ ในแบตเตอรี่3.เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี: ตัวแยกต้องมีความเสถียรทางความร้อนที่ดีและสามารถรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างภายใต้สภาวะที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงหรือการชาร์จไฟเกิน เพื่อป้องกันการระเหยของความร้อนหรือการระเหยของอิเล็กโทรไลต์ และปัญหาอื่นๆความแข็งแรงเชิงกลและความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยม: ตัวแยกต้องมีความแข็งแรงเชิงกลและความยืดหยุ่นสูง เพื่อป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การลัดวงจรที่ขอบหรือความเสียหายภายใน และเพื่อปรับให้เข้ากับการขยายตัวและการหดตัวของแบตเตอรี่5.ทนต่อสารเคมีได้ดี: ตัวแยกต้องมีความทนทานต่อสารเคมีที่ดีและสามารถต้านทานการกัดกร่อนหรือการปนเปื้อนของตัวแยกด้วยอิเล็กโทรไลต์ ก๊าซ และสิ่งสกปรกในแบตเตอรี่6.ความต้านทานต่ำและการซึมผ่านต่ำ: ตัวแยกควรมีความต้านทานต่ำและการซึมผ่านต่ำเพื่อลดการสูญเสียความต้านทานและการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ภายในแบตเตอรี่ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์สูง การเลือกไอออนที่ดีเยี่ยม เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี กลไกที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ทนต่อสารเคมีที่ดี ความต้านทานต่ำ และการซึมผ่านต่ำข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเหล่านี้รับประกันความปลอดภัยของแบตเตอรี่ อายุการใช้งาน และความหนาแน่นของพลังงาน