Litiumetbatteriseparatorfungerer som en beskyttende barriere mellom de positive og negative elektroder, og leder ioner, men ikke elektroner. I den ideelle tilstanden etter elektrolyttfylling og -dannelse, bør separatoren opprettholde fullstendig og flat kontakt med elektrodene. Men når vi demonterer batterier, finner vi ofte kraftige rynker på separatoren. (Dette kan også tydelig observeres gjennom rynking av den negative elektroden).
Nedenfor diskuterer vi separatorrynking i tre aspekter: farene, årsakene og løsningene.
I. Farer ved rynking av skilleark:
Økt indre motstand:Den mikroporøse strukturen til separatoren er skadet ved de rynkete områdene, og hindrer litium-iontransportveier. Dette øker den indre motstanden med 15 %-30 %, noe som reduserer lading-utladningseffektiviteten betydelig.
Kapasitet fade:Ujevn elektrolyttinfiltrasjon i rynkete områder fører til redusert utnyttelse av aktive materialer. Eksperimentelle data fra et bestemt NMC-katodebatteri viste en kapasitetsfadehastighet på opptil 8 % per 100 sykluser.
Litiumdendritvekst og kortslutningsrisiko:Rynker forårsaker lokaliserte økninger i strømtetthet, noe som øker sannsynligheten for litiumdendrittvekst på grafittanodeoverflaten og øker risikoen for kortslutninger.
II. Årsaker til rynker i separator:
Materialfeil:Separatorer med overflateruhet > 0,3μm (standard Ra-verdi 0,1-0,3μm) eller strekkstyrke < 300MPa er mer utsatt for rynker.
Prosessfeil: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 grader der den tillatte verdien er mindre enn eller lik 2 grader).
Urimelig varmpressingsprosess:Feilaktige innstillinger for varmpressingsparametere - trykk, temperatur, tid - resulterer i dårlig elektroderullforming.
Urimelig elektrolyttfyllingsprosess:Fyllingsprosessen involverer vanligvis (vakuumtrekking - primærfylling - stående - for-lading - vakuumtrekking - sekundær fylling). Hvis vakuumundertrykket er for høyt eller hastigheten er for høy, kan det lett forårsake separasjon mellom separatoren og elektrodene. Videre genereres gass etter for-opplading, og vakuumtrekkingen under sekundær fylling kan fjerne både denne gassen og noe elektrolytt. Når gass trekkes ut, kan det danne kanaler, som også fører til synlige rynker.
Ufullstendig elektrolyttinfiltrasjon:Hvis elektrolytten ikke infiltrerer fullstendig og etterlater tørre områder, hull eller bobler mellom elektrodene og separatoren, kan det lett oppstå rynker under vakuumtrekking.
Elektrodeoverflatedefekter:Iboende defekter på elektrodene (som fremspring, groper osv.) kan lett påvirke hvor godt separatoren tilpasser seg dem, noe som fører til rynker.
III. Løsninger for rynking av skilleark:
Løsningene er ofte relatert til årsakene og inkluderer forbedring av de grunnleggende egenskapene til separatoren, og forbedring av viklings-, varmpressings-, baking- og elektrolyttfyllingsprosessene. Utforsk vårbatteri produksjonslinjeløsninger for optimaliserte prosesser.
Ved å forlenge infiltrasjonstiden og passende øke infiltrasjonstemperaturen (f.eks. infiltrasjon ved 45 grader), kan den optimale infiltrasjonstilstanden for elektrodene oppnås.
I tillegg, utover prosessforbedringer, kan bruk av belagte separatorer effektivt løse rynkeproblemet. For eksempel forbedrer separatorer med enkelt- PVDF-belegg adhesjonen betydelig etter varmpressing, og eliminerer eller reduserer rynker fullstendig. Lær mer om vår avansertebatterimaterialetilbud, inkludert belagte separatorer.
TOB NY ENERGI spesialiserer seg på å tilby omfattende batterilinjeløsninger, fra pilot- og forskningslinjer til masseproduksjon. Vi tilbyr skreddersydd utstyr, avansert teknisk støtte og et komplett utvalg av-materialer av høy kvalitet for å hjelpe deg med å optimalisere batteriproduksjonen og forskningsprosessene, og håndtere utfordringer som separatorrynking effektivt.
