Baterai berkinerja tinggi:Baterai ion lithiumterdiri dari empat bagian utama: bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, pemisah, dan elektrolit.Diantaranya, pemisah adalah komponen dalam yang pentingbaterai litium-ion.Meskipun tidak berpartisipasi langsung dalam reaksi elektrokimia, ia memainkan peran penting dalam kinerja baterai.Hal ini tidak hanya memengaruhi kapasitas, kinerja siklus, serta kepadatan arus pengisian dan pengosongan baterai, namun juga terkait dengan keselamatan dan masa pakai baterai.baterai.Pemisah menjaga pengoperasian dan kinerja baterai dengan menyediakan saluran konduksi ion, mencegah pencampuran elektrolit, dan memberikan dukungan mekanis. Konduktivitas ion pemisah secara langsung memengaruhi kecepatan pengisian dan pengosongan serta efisiensi baterai.Konduktivitas ion yang lebih baik dapat meningkatkan kepadatan daya baterai.Selain itu, kinerja isolasi elektrolit pemisah menentukan keamanan baterai.Isolasi elektrolit yang efektif antara elektroda positif dan negatif dapat mencegah masalah keselamatan seperti korsleting dan panas berlebih.Pemisah juga harus memiliki kekuatan mekanik dan fleksibilitas yang baik untuk mengatasi pemuaian dan kontraksi baterai serta mencegah kerusakan mekanis dan korsleting internal.Selain itu, separator juga perlu menjaga stabilitas struktural dan fungsional selama proses berlangsungdaya tahan bateraiuntuk memastikan pengoperasian baterai yang andal dalam jangka panjang. Meskipun pemisah tidak secara langsung berpartisipasi dalam reaksi elektrokimia baterai, namun memiliki dampak penting pada properti utama seperti kapasitas baterai, kinerja siklus, kecepatan pengisian dan pengosongan, keamanan dan masa pakai. .Oleh karena itu, pengembangan dan optimalisasi pemisah sangat penting dalam pengembangan dan penerapan baterai lithium-ion.
1. Fungsi penting separator padabaterai litium-ion
Pemisah memainkan peran penting dalam baterai lithium-ion.Bukan hanya penghalang fisik yang memisahkan elektroda positif dan negatif, tetapi juga memiliki fungsi penting berikut:1.Transmisi ion: Pemisah harus memiliki kinerja transmisi ion yang baik dan mampu memungkinkan ion litium bertransmisi secara bebas antara elektroda positif dan negatif.Pada saat yang sama, pemisah perlu memblokir transmisi elektron secara efektif untuk mencegah korsleting dan self-discharge.2.Pemeliharaan elektrolit: Pemisah harus memiliki ketahanan yang baik terhadap penetrasi pelarut, yang secara efektif dapat menjaga distribusi elektrolit yang seragam antara elektroda positif dan negatif dan mencegah hilangnya elektrolit dan perubahan konsentrasi.3.Kekuatan mekanis: Pemisah harus memiliki kekuatan mekanis yang cukup untuk menahan tekanan mekanis seperti kompresi, pemuaian, dan getaran baterai untuk memastikan stabilitas dan keamanan baterai.4.Stabilitas termal: Pemisah harus memiliki stabilitas termal yang baik untuk menjaga stabilitas struktural di lingkungan bersuhu tinggi dan mencegah pelarian termal dan dekomposisi termal.5.Ketahanan api: Pemisah harus memiliki ketahanan api yang baik, yang secara efektif dapat mencegah baterai dari kebakaran atau ledakan dalam keadaan tidak normal. Untuk memenuhi persyaratan di atas, pemisah biasanya terbuat dari bahan polimer, seperti polipropilen (PP), polietilen (PE), dll. Selain itu, parameter seperti ketebalan, porositas, dan ukuran pori separator juga akan mempengaruhi kinerja baterai.Oleh karena itu, dalam proses persiapan baterai lithium-ion, sangat penting untuk memilih bahan pemisah yang tepat dan mengoptimalkan desain struktur pemisah.
2. Peran utama pemisah dalambaterai litium:
Dalam baterai lithium-ion, pemisah memainkan peran penting dan memiliki fungsi utama sebagai berikut:1.Konduksi ion: Pemisah memungkinkan ion litium diangkut antara elektroda positif dan negatif.Pemisah biasanya memiliki konduktivitas ionik yang tinggi, yang dapat mendorong aliran ion litium dalam baterai dengan cepat dan merata serta mencapai pengisian dan pengosongan baterai yang efisien.2.Keamanan baterai: Pemisah dapat mencegah kontak langsung dan korsleting antara elektroda positif dan negatif, menghindari arus berlebih dan panas berlebih di dalam baterai, dan memberikan keamanan baterai.3.Isolasi elektrolit: Pemisah mencegah gas, kotoran, dan zat lain dalam elektrolit dalam baterai bercampur antara elektroda positif dan negatif, menghindari reaksi dan kehilangan kimia yang tidak perlu, serta menjaga stabilitas dan siklus hidup baterai.4.Dukungan mekanis: Pemisah berperan sebagai pendukung mekanis pada baterai.Hal ini dapat memperbaiki posisi elektroda positif dan negatif dan komponen baterai lainnya.Ia juga memiliki tingkat fleksibilitas dan perluasan tertentu untuk beradaptasi dengan ekspansi dan kontraksi baterai. Pemisah memainkan peran penting dalam konduksi ion, keamanan baterai, isolasi elektrolit, dan dukungan mekanis dalam baterai lithium-ion.Ini dapat memastikan pengoperasian dan kinerja baterai yang stabil.
3. Jenis pemisah baterai lithium-ion
Ada banyak jenis pemisah baterai lithium-ion, yang umum adalah sebagai berikut:1.Pemisah Polypropylene (PP): Saat ini merupakan bahan pemisah yang paling umum digunakan.Pemisah polipropilen memiliki ketahanan kimia yang sangat baik, stabilitas termal dan kekuatan mekanik yang baik, serta memiliki selektivitas ion dan sifat konduktif yang moderat.2.Pemisah polimida (PI): Pemisah polimida memiliki stabilitas termal dan stabilitas kimia yang tinggi, serta dapat mempertahankan kinerja yang stabil di lingkungan bersuhu tinggi.Karena ketahanan tegangannya yang tinggi, pemisah polimida sering digunakan pada baterai dengan kepadatan energi tinggi dan kebutuhan daya tinggi.3.Pemisah polietilen (PE): Pemisah polietilen memiliki konduktivitas ion yang tinggi dan kekuatan mekanik yang baik, dan sering digunakan pada jenis baterai litium-ion tertentu, seperti superkapasitor dan baterai litium-sulfur.4.Diafragma keramik komposit: Diafragma keramik komposit terbuat dari substrat polimer yang diperkuat serat keramik.Ia memiliki kekuatan mekanik dan ketahanan panas yang tinggi serta dapat menahan suhu tinggi dan kerusakan fisik.5.Pemisah nanopori: Pemisah nanopori memanfaatkan konduktivitas ion yang sangat baik dari struktur nanopori, sekaligus memenuhi kekuatan mekanik dan stabilitas kimia yang baik.Hal ini diharapkan dapat diterapkan pada baterai lithium-ion dengan persyaratan daya tinggi dan umur panjang. Pemisah dari bahan dan struktur yang berbeda ini dapat dipilih dan dioptimalkan sesuai dengan desain baterai dan persyaratan kinerja yang berbeda.
4. Persyaratan kinerja pemisah baterai lithium-ion
Pemisah baterai litium-ion adalah komponen penting dengan persyaratan kinerja berikut:1.Konduktivitas elektrolit tinggi: Pemisah harus memiliki konduktivitas elektrolit yang tinggi untuk meningkatkan konduksi ion antara elektroda positif dan negatif untuk mencapai pengisian dan pengosongan baterai yang efisien.2.Selektivitas ion yang sangat baik: Pemisah harus memiliki selektivitas ion yang baik, hanya memungkinkan transmisi ion litium dan mencegah penetrasi atau reaksi zat lain di dalam baterai.3.Stabilitas termal yang baik: Pemisah harus memiliki stabilitas termal yang baik dan mampu menjaga stabilitas struktural dalam kondisi ekstrim seperti suhu tinggi atau pengisian daya yang berlebihan untuk mencegah pelarian termal atau penguapan elektrolit dan masalah lainnya.4.Kekuatan dan fleksibilitas mekanis yang sangat baik: Pemisah harus memiliki kekuatan dan fleksibilitas mekanis yang tinggi untuk mencegah masalah seperti korsleting tepi atau kerusakan internal, dan untuk beradaptasi dengan ekspansi dan kontraksi baterai.5.Ketahanan kimia yang baik: Separator harus memiliki ketahanan kimia yang baik dan mampu menahan korosi atau kontaminasi separator oleh elektrolit, gas, dan kotoran di dalam baterai.6.Resistansi rendah dan permeabilitas rendah: Pemisah harus memiliki resistansi rendah dan permeabilitas rendah untuk mengurangi kehilangan resistansi dan kehilangan elektrolit di dalam baterai. Persyaratan kinerja pemisah baterai lithium-ion adalah konduktivitas elektrolit yang tinggi, selektivitas ion yang sangat baik, stabilitas termal yang baik, mekanik yang sangat baik kekuatan dan fleksibilitas, ketahanan kimia yang baik, resistansi rendah dan permeabilitas rendah.Persyaratan kinerja ini memastikan keamanan baterai, masa pakai baterai, dan kepadatan energi.
Waktu posting: 15 Sep-2023