Введение в сепаратор литиевых батарей

1.Базовое введение сепаратора литиевой батареи

Литиевая батарея состоит из четырех основных частей: положительного электрода, отрицательного электрода, сепаратора и электролита.Сепаратор представляет собой тонкую пленку с микропористой структурой, которая является ключевым компонентом литиевой батареи и ключевым компонентом внутреннего слоя с наибольшим количеством технических барьеров в цепочке производства литиевых батарей, стоимость которой составляет около 10%-20%. .Во время реакции электролиза сепаратор литиевой батареи можно использовать для разделения положительных и отрицательных электродов, чтобы предотвратить возникновение коротких замыканий, обеспечивая при этом свободное прохождение ионов электролита.Сепаратор литиевого аккумулятора погружен в электролит, а на его поверхности имеется большое количество микропор, которые пропускают ионы лития.Материал, количество и толщина микропор будут влиять на скорость прохождения ионов лития через сепаратор, что, в свою очередь, влияет на скорость разряда, срок службы и другие характеристики аккумулятора.

Процесс производства сепараторов литиевых батарей сложен и имеет высокие технические барьеры.Высокопроизводительные литиевые батареи требуют сепараторов одинаковой толщины и превосходных механических свойств (включая прочность на разрыв и стойкость к проколу), воздухопроводности, а также физических и химических свойств (включая смачиваемость, химическую стабильность, термическую стабильность и безопасность).Качество сепаратора напрямую влияет на емкость, цикличность и безопасность литиевых батарей, а сепаратор с отличными характеристиками играет важную роль в улучшении общих характеристик батареи.

2. Рынок и применение сепараторов литиевых батарей.

В зависимости от области применения сепараторы литиевых батарей можно разделить на сепараторы силовых литиевых батарей, цифровые сепараторы литиевых батарей и другие функциональные сепараторы.Сепараторы литиевых батарей наиболее широко используются в области транспортных средств на новых источниках энергии, электростанций для хранения энергии, аэрокосмической, медицинской и электронной продукции.

Полиолефин является наиболее часто используемым на рынке материалом для сепарации литиевых батарей. Его можно классифицировать как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) композитный материал.Среди них полиэтиленовые изделия в основном используются в тройных литиевых батареях, а полипропиленовые изделия в основном используются в литий-железо-фосфатных батареях.Технические маршруты производства сепараторов литиевых батарей включают процесс сухого одноосного растяжения, процесс сухого двухосного растяжения и мокрый процесс.Из-за низкой производительности процесса сухого двухосного растяжения сепаратор можно использовать только в батареях низкого класса, поэтому в настоящее время основными процессами подготовки являются процесс сухого одноосного растяжения и мокрый процесс.По физико-химическим свойствам сепараторы литиевых аккумуляторов можно разделить на тканые мембраны, нетканые мембраны (нетканые материалы), микропористые мембраны, композитные мембраны, рулонные мембраны и т. д.

В 2021 году объем производства аккумуляторных сепараторов в Китае составил 7,9 млрд квадратных метров, рост по сравнению с аналогичным периодом прошлого года составил 112,5%, из них выпуск сепараторов мокрого процесса составит 6,1 млрд квадратных метров, что составит 76,7% в год. -рост к году на 132%;объем производства сепараторов сухого процесса составит 1,8 миллиарда квадратных метров, что составит 23%, что на 67,7% больше, чем в прошлом году, а с быстрым ростом систем хранения энергии в будущем это приведет к дальнейшему увеличению рынка. для сепараторов аккумуляторов.

3.Принцип сухого процесса приготовления

Принцип сухого метода:

Принцип сухого метода заключается в том, чтобы сначала расплавить сырье полимера, а затем кристаллизовать расплав полимера под действием растягивающего напряжения во время экструзии с образованием пластинчатой ​​структуры, перпендикулярной направлению экструзии и параллельно направлению экструзии, и термообработку для получения твердый эластичный материал.После растягивания полимерной пленки с жесткой эластичностью ламели разделяются с образованием щелевидных микропор, а затем путем термофиксации получается микропористая пленка.Этот процесс требует высокой точности управления процессом, особенно температура растяжения выше температуры стеклования полимера и ниже температуры кристаллизации полимера.В настоящее время в основном это процессы сухого одноосного и двухосного растяжения.Основная трудность сухого процесса заключается в том, что точность контроля процесса является строгой, а контроль пористости трудно понять.

Принцип мокрого метода

По сравнению с сухим методом, мокрый метод требует использования органического растворителя.Основной процесс заключается в растворении полимера в растворителе с высокой температурой кипения и низкой летучестью при высокой температуре с образованием гомогенной жидкости, а затем охлаждении, в результате чего образуется жидко-твердая фаза раствора, а затем использование летучих реагентов для экстрагировать высококипящий растворитель и после высыхания получить полимерную микропористую мембрану определенной структуры и формы.В процессе изготовления микропористой мембраны для сепаратора однонаправленное или двухосное растяжение может осуществляться до экстракции растворителем, после экстракции ей можно придать форму и намотать с образованием пленки, или ее можно растянуть после экстракции.Микропористая мембрана из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученная этим методом, имеет хорошие механические свойства.