el litioseparador de bateriaActúa como una barrera protectora entre los electrodos positivo y negativo, conduciendo iones pero no electrones. En el estado ideal después del llenado y formación del electrolito, el separador debe mantener un contacto completo y plano con los electrodos. Sin embargo, cuando desmontamos las baterías, muchas veces nos encontramos con fuertes arrugas en el separador. (Esto también se puede observar claramente a través del arrugamiento del electrodo negativo).
A continuación, analizamos las arrugas del separador en tres aspectos: los peligros, las causas y las soluciones.
I. Peligros de arrugamiento del separador:
Mayor resistencia interna:La estructura microporosa del separador se daña en las zonas arrugadas, lo que dificulta las rutas de transporte de iones de litio-. Esto aumenta la resistencia interna en un 15%-30%, lo que reduce significativamente la eficiencia de carga y descarga.
Desvanecimiento de capacidad:La infiltración desigual de electrolitos en las regiones arrugadas conduce a una menor utilización de materiales activos. Los datos experimentales de cierta batería catódica NMC mostraron una tasa de pérdida de capacidad de hasta el 8% por 100 ciclos.
Crecimiento de dendritas de litio y riesgo de cortocircuito:Las arrugas provocan aumentos localizados en la densidad de corriente, lo que aumenta la probabilidad de crecimiento de dendritas de litio en la superficie del ánodo de grafito y aumenta el riesgo de cortocircuitos.
II. Causas de las arrugas del separador:
Defectos materiales:Los separadores con rugosidad superficial > 0,3 μm (valor Ra estándar 0,1-0,3 μm) o resistencia a la tracción < 300 MPa son más propensos a arrugarse.
Defectos del proceso: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 grados donde el valor permitido es menor o igual a 2 grados).
Proceso de prensado en caliente irrazonable:Los ajustes inadecuados para los parámetros de prensado en caliente - presión, temperatura y tiempo - dan como resultado una mala configuración del rodillo del electrodo.
Proceso de llenado de electrolitos irrazonable:El proceso de llenado normalmente implica (extracción de vacío - llenado primario - reposo - pre-carga - extracción de vacío - llenado secundario). Si la presión negativa del vacío es demasiado alta o la velocidad es demasiado rápida, puede causar fácilmente la separación entre el separador y los electrodos. Además, se genera gas después de la pre-carga, y el vacío durante el llenado secundario puede eliminar tanto este gas como parte del electrolito. Cuando se extrae el gas, se pueden formar canales, lo que también provoca arrugas visibles.
Infiltración incompleta de electrolitos:Si el electrolito no se infiltra completamente, dejando áreas secas, espacios o burbujas entre los electrodos y el separador, es fácil que se produzcan arrugas durante la extracción al vacío.
Defectos de la superficie del electrodo:Los defectos inherentes a los electrodos (como protuberancias, hoyos, etc.) pueden afectar fácilmente la adaptación del separador a ellos, provocando arrugas.
III. Soluciones para las arrugas del separador:
Las soluciones a menudo están relacionadas con las causas e incluyen mejorar las propiedades fundamentales del separador y mejorar los procesos de bobinado, prensado en caliente, horneado y llenado de electrolitos. Explora nuestrolínea de producción de bateríasSoluciones para procesos optimizados.
Al extender el tiempo de infiltración y aumentar adecuadamente la temperatura de infiltración (por ejemplo, infiltración a 45 grados), se puede lograr el estado de infiltración óptimo para los electrodos.
Además, más allá de las mejoras en el proceso, el uso de separadores revestidos puede abordar eficazmente el problema de las arrugas. Por ejemplo, los separadores con revestimiento de PVDF de una-cara mejoran significativamente la adhesión después del prensado en caliente, eliminando o reduciendo por completo las arrugas. Conozca más sobre nuestro avanzadomaterial de la bateríaofertas, incluidos separadores revestidos.
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