การประยุกต์ใช้ผงอะลูมินาสำหรับตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียม

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานพาหนะพลังงานใหม่ระบบการจัดเก็บพลังงานและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภคความหนาแน่นพลังงานสูงอายุการใช้งานวัฏจักรที่ยาวนานและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นประเด็นหลักของความกังวลต่ออุตสาหกรรม . เป็นหนึ่งในส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียม ผงได้กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของไดอะแฟรมเป็นวัสดุเคลือบสำหรับไดอะแฟรมแบตเตอรี่ลิเธียมเนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยมความสัมพันธ์อิเล็กโทรไลต์และความแข็งแรงเชิงกล .}

ตัวคั่นแบตเตอรี่ลิเธียมตั้งอยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบและฟังก์ชั่นหลักรวมถึง:

•การแยกทางกายภาพ: ป้องกันอิเล็กโทรดบวกและลบจากการติดต่อกันโดยตรงและทำให้เกิดการลัดวงจร .

•การนำไอออน: อนุญาตให้ลิเธียมไอออนผ่านได้อย่างอิสระเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของแบตเตอรี่ .

•การป้องกันความร้อน: รักษาเสถียรภาพของโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันการหลบหนีความร้อน .

แม้ว่าตัวคั่น polyolefin แบบดั้งเดิมจะมีความเสถียรทางเคมีที่ดีและมีข้อได้เปรียบราคาต่ำ แต่ก็ยังมีปัญหาดังต่อไปนี้:

•ความต้านทานอุณหภูมิสูงไม่ดี: PE/PP จะละลายและหดตัวที่ 130 ~ 160 องศาทำให้เกิดวงจรลัดวงจร .}

•ความสามารถในการเปียกน้ำอิเล็กโทรไลต์ไม่เพียงพอ: ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการส่งไอออนและเพิ่มความต้านทานภายใน .

•ความแข็งแรงเชิงกลต่ำ: เป็นการยากที่จะยับยั้งการเติบโตของลิเธียม dendrites และมีความเสี่ยงของการเจาะ .

วิธีแก้ปัญหา: การเคลือบพื้นผิวของตัวคั่นด้วยผงอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถปรับปรุงปัญหาข้างต้นได้อย่างมีนัยสำคัญ .

(1) ความเสถียรทางความร้อนที่ดีขึ้น - ชั้นป้องกันอุณหภูมิสูง

•จุดหลอมเหลวของอลูมินาสูงถึง 2050 องศาซึ่งสูงกว่า PE/PP . มาก

•ที่อุณหภูมิสูงการเคลือบอลูมินาจะก่อให้เกิดโครงกระดูกแข็งเพื่อยับยั้งการหดตัวของตัวคั่น .

•ป้องกันการหลบหนีความร้อนของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความปลอดภัย .

(2) ความสามารถในการเปียกน้ำอิเล็กโทรไลต์ที่ดีที่สุด - การขนส่งไอออนที่ปรับปรุงแล้ว

•พื้นผิวของอลูมินาอุดมไปด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลและมีความเป็นไปได้สูงมากซึ่งสามารถลดมุมสัมผัสของอิเล็กโทรไลต์ .}

•เพิ่มอัตราการดูดซับของเหลวของตัวแยก 20%~ 30%ลดความต้านทานภายในและปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็ว .}

(3) ความแข็งแรงเชิงกลที่ได้รับการปรับปรุง - การเจาะต่อต้าน dendritic

• nano-alumina มีความแข็งสูงและความแข็งแรงในการเจาะของตัวแยกหลังจากการเคลือบเพิ่มขึ้น 50%~ 100%.

•ยับยั้งการเจาะลิเธียม dendrite อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ .

(4) ความเสถียรทางเคมี - ปลอดภัยและยาวนาน

•เสถียรในช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้างและไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาข้างเคียง .

•สามารถดูดซับสารที่เป็นอันตรายเช่น HF ในอิเล็กโทรไลต์และลดการกัดกร่อนของอิเล็กโทรด .

(1) แบตเตอรี่พลังงาน (ยานพาหนะไฟฟ้าเครื่องมือไฟฟ้า)

•ข้อกำหนด: ความปลอดภัยสูงและความต้านทานอุณหภูมิสูง .

(2) แบตเตอรี่ที่เก็บพลังงาน (กริด, การจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน)

•ข้อกำหนด: ชีวิตที่ยาวนานและการสูญเสียตนเองต่ำ .}

(3) ผู้บริโภคอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (โทรศัพท์มือถือแล็ปท็อป)

•ข้อกำหนด: แสงและบาง, การชาร์จเร็วที่เข้ากันได้ .}

(4) แบตเตอรี่พิเศษ (อุตสาหกรรมทหาร, การบินและอวกาศ)

•ข้อกำหนด: ความเสถียรของอุณหภูมิสูง .

ผงอลูมินาซึ่งเป็นวัสดุเคลือบสำหรับตัวคั่นแบตเตอรี่ลิเธียมได้กลายเป็นทางออกที่สำคัญในการปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่และประสิทธิภาพเนื่องจากข้อดีของความต้านทานอุณหภูมิสูงเพิ่มความสามารถในการเปียกน้ำความต้านทานการเจาะและความเสถียรทางเคมี . ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงาน ทิศทาง .