Огляд
Сепаратори літієвих батарей служать захисним бар’єром між позитивним і негативним електродами, проводячи іони, але не електрони. В ідеалі після ін’єкції та формування сепаратор повинен підтримувати ідеальне, плоске прилягання до електрода. Однак нерідко при розбиранні акумулятора виявляється, що сепаратор сильно пом'ятий. (Це також можна чітко побачити через зморшки на негативному електроді.)
Далі розглядаються розділові зморшки в трьох ключових моментах: небезпека роздільних зморшок, причини роздільних зморшок і рішення для роздільних зморшок.
Небезпека роздільних зморшок
Підвищений внутрішній опір: Мікропориста структура сепаратора в зморшкуватій зоні порушується, що перешкоджає проходженню іонів літію. Це збільшує внутрішній опір на 15%-30%, значно знижуючи ефективність заряду та розряду.
Зникнення ємності:Нерівномірна інфільтрація електроліту в зморшкуватій зоні знижує використання активного матеріалу. Експериментальні дані для певної батареї з потрійним катодом показали швидкість зменшення ємності до 8% на 100 циклів.
Покриття літієм викликає короткі замикання:Зморщування збільшує локальну щільність струму та ймовірність зростання дендритів літію на поверхні графітового анода, збільшуючи ризик короткого замикання.
Причини зморщування діафрагми
Матеріальні дефекти:Зморшки частіше виникають, якщо шорсткість поверхні діафрагми перевищує 0,3 мкм (стандартне значення Ra 0,1-0,3 мкм) або міцність на розрив менше 300 МПа.
Дефекти процесу:Надмірні коливання натягу обмотки, що перевищують ±3%, можуть призвести до нерівномірного затягування електродного рулону (стандартна вимога ±1%), температурних перепадів печі понад 5 градусів (допустиме значення менше або дорівнює 2 градусам) тощо.
Неправильний процес гарячого пресування:Неправильне налаштування тиску гарячого пресування, температури та часу може призвести до поганого формування рулону електрода.
Неправильний процес ін'єкції:Процес ін’єкції зазвичай включає (первинне вакуумне впорскування - відпочинок - попереднє-наповнення - вторинне вакуумне впорскування). Якщо тиск розрідження занадто високий або швидкість занадто висока, може легко статися роз’єднання діафрагми та електрода. У той же час газ утворюється після-заряджання, а вакуумування під час вторинного заповнення також витягує газ і деяку кількість електроліту. Це виділення газу створює газові шляхи та помітні зморшки.
Неповне просочування електролітом:Неповне просочення електролітом призводить до сухих ділянок, проміжків і бульбашок між електродом і діафрагмою, що робить його схильним до зморщування під час пилососіння. Дефекти поверхні електрода: внутрішні дефекти електрода (такі як нерівності та ямки) можуть впливати на зчеплення діафрагми з ним, що призводить до зморшок на електроді.
Рішення для зморшок діафрагми
Рішення часто мають схожі причини, включаючи покращення основних властивостей діафрагми та вдосконалення процесів намотування, гарячого пресування, випікання та наповнення.
Оптимального просочування електродів можна досягти шляхом продовження часу просочення та відповідного підвищення температури просочення (наприклад, 45 градусів).
Окрім удосконалення процесу, використання діафрагм з покриттям може ефективно пом’якшити проблему зморщування діафрагми. Наприклад, діафрагми, покриті з одного боку PVDF, значно покращують адгезію після гарячого пресування, повністю усуваючи або зменшуючи зморшки.
Про нас
Acey Intelligentспеціалізується на дослідженні та виробництві високоякісного-обладнання для літій-іонних акумуляторів. Ми можемо не лише надати-універсальне рішення для лінії виробництва літій-іонних акумуляторів для циліндричних батарей, монетних батарей, мішечних елементів, але також надати-універсальне рішення для лінії складання літієвих акумуляторів. Якщо ви новачок у галузі літій-іонних акумуляторів і бажаєте побудувати власну лінію з виробництва літій-іонних акумуляторів або лінію складання літій-іонних акумуляторів, ми можемо надати вам професійну технічну підтримку та керівництво, будь ласка, не соромтеся зв'язатися з нами!