Het lithiumbatterij afscheiderfungeert als een beschermende barrière tussen de positieve en negatieve elektroden en geleidt ionen maar geen elektronen. In de ideale toestand na het vullen en vormen van elektrolyt moet de separator volledig en vlak contact houden met de elektroden. Wanneer we batterijen demonteren, zien we echter vaak ernstige kreukels in de scheider. (Dit is ook duidelijk te zien aan de rimpeling van de negatieve elektrode).
Hieronder bespreken we het rimpelen van de separator in drie aspecten: de gevaren, de oorzaken en de oplossingen.
I. Gevaren van kreukels van scheidingstekens:
Verhoogde interne weerstand:De microporeuze structuur van de separator wordt beschadigd op de gerimpelde gebieden, waardoor de transportroutes van lithium{0}}ionen worden belemmerd. Dit verhoogt de interne weerstand met 15%-30%, waardoor de laad-ontlaadefficiëntie aanzienlijk wordt verminderd.
Capaciteit vervaagt:Een ongelijkmatige infiltratie van elektrolyten in gerimpelde gebieden leidt tot een verminderd gebruik van actieve materialen. Experimentele gegevens van een bepaalde NMC-kathodebatterij lieten een capaciteitsverlies zien van maximaal 8% per 100 cycli.
Groei van lithiumdendriet en kortsluitingsrisico:Rimpeling veroorzaakt plaatselijke toename van de stroomdichtheid, waardoor de kans op groei van lithiumdendriet op het oppervlak van de grafietanode toeneemt en het risico op kortsluiting toeneemt.
II. Oorzaken van kreukels in de separator:
Materiaaldefecten:Separatoren met oppervlakteruwheid > 0,3 μm (standaard Ra-waarde 0,1-0,3 μm) of treksterkte < 300 MPa zijn gevoeliger voor kreuken.
Procesdefecten: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 graden waarbij de toegestane waarde kleiner dan of gelijk is aan 2 graden).
Onredelijk heet persproces:Onjuiste instellingen voor warmpersparameters - druk, temperatuur, tijd - resulteren in een slechte vorming van de elektroderol.
Onredelijk elektrolytvulproces:Het vulproces omvat doorgaans (vacuümtrekken - primaire vulling - staand - voor- opladen - vacuümtrekken - secundaire vulling). Als de negatieve vacuümdruk te hoog is of de snelheid te hoog is, kan dit gemakkelijk scheiding tussen de separator en de elektroden veroorzaken. Bovendien wordt er gas gegenereerd na het voor-laden, en door het vacuümtrekken tijdens het secundaire vullen kan zowel dit gas als een deel van de elektrolyt worden verwijderd. Wanneer gas wordt geëxtraheerd, kan het kanalen vormen, wat ook leidt tot zichtbare rimpels.
Onvolledige elektrolytinfiltratie:Als de elektrolyt niet volledig infiltreert, waardoor droge gebieden, gaten of luchtbellen tussen de elektroden en de afscheider achterblijven, kunnen er gemakkelijk kreuken optreden tijdens het vacuümtrekken.
Defecten aan het elektrodeoppervlak:Inherente defecten aan de elektroden (zoals uitsteeksels, putjes, enz.) kunnen gemakkelijk invloed hebben op hoe goed de separator zich daaraan aanpast, wat tot kreuken kan leiden.
III. Oplossingen voor het kreuken van scheidingstekens:
De oplossingen houden vaak verband met de oorzaken en omvatten het verbeteren van de fundamentele eigenschappen van de scheider en het verbeteren van de wikkel-, heetpers-, bak- en elektrolytvulprocessen. Ontdek onzeproductielijn voor batterijenoplossingen voor geoptimaliseerde processen.
Door de infiltratietijd te verlengen en de infiltratietemperatuur op passende wijze te verhogen (bijvoorbeeld infiltratie bij 45 graden), kan de optimale infiltratietoestand voor de elektroden worden bereikt.
Naast procesverbeteringen kan het gebruik van gecoate scheiders bovendien het probleem van kreukels effectief aanpakken. Separators met een enkel-zijdige PVDF-coating verbeteren bijvoorbeeld de hechting na heetpersen aanzienlijk, waardoor kreukels volledig worden geëlimineerd of verminderd. Lees meer over onze geavanceerdebatterij materiaalaanbod, inclusief gecoate afscheiders.
TOB NIEUWE ENERGIE is gespecialiseerd in het leveren van uitgebreide oplossingen voor batterijlijnen, van pilot- en onderzoekslijnen tot massaproductie. We bieden op maat gemaakte apparatuur, geavanceerde technische ondersteuning en een volledig assortiment hoogwaardige- materialen om u te helpen de productie- en onderzoeksprocessen van uw batterijen te optimaliseren en uitdagingen zoals het kreuken van de afscheiders effectief aan te pakken.
