Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, sistemi di accumulo di energia e elettronica di consumo, l'alta densità di energia, la lunga durata del ciclo e la sicurezza delle batterie agli ioni di litio sono diventati i principali problemi di preoccupazione per il settore. Come uno dei componenti chiave delle batterie al litio, il diaframma influisce direttamente sulla stabilità termica, l'efficienza di conduzione degli ioni e la sicurezza della batteria. Negli ultimi anni, la polvere di allumina è diventata una scelta importante per migliorare le prestazioni dei diaframmi come materiale di rivestimento per i diaframmi a batteria al litio grazie alla sua eccellente resistenza ad alta temperatura, affinità elettrolitica e resistenza meccanica.
Il ruolo e le sfide dei separatori di batterie al litio
Il separatore della batteria al litio si trova tra gli elettrodi positivi e negativi e le sue funzioni principali includono:
• Isolamento fisico: impedire agli elettrodi positivi e negativi di contattarsi direttamente e causare un corto circuito.
• Conduzione di ioni: consentire agli ioni di litio di passare liberamente per garantire il normale funzionamento della batteria.
• Protezione termica: mantenere la stabilità strutturale in ambienti ad alta temperatura per prevenire la fuga termica.
Sebbene i tradizionali separatori di poliolefina abbiano una buona stabilità chimica e vantaggi a basso costo, hanno ancora i seguenti problemi:
• Scarsa resistenza ad alta temperatura: PE\/PP si scioglie e si restringerà a 130 ~ 160 gradi, causando corto circuito della batteria.
• Wettabilità degli elettroliti insufficienti: influisce sull'efficienza della trasmissione degli ioni e aumenta la resistenza interna.
• Bassa resistenza meccanica: è difficile inibire la crescita dei dendriti di litio e c'è un rischio di puntura.
Soluzione: il rivestimento della superficie del separatore con polvere di allumina ad alta purezza può migliorare significativamente i problemi di cui sopra.
Principio di applicazione della polvere di allumina nei separatori di batterie al litio
(1) Stabilità termica migliorata - strato protettivo resistente all'alta temperatura
• Il punto di fusione dell'allumina è fino a 2050 gradi, che è molto più alto di PE\/PP.
• Ad alte temperature, il rivestimento di allumina forma uno scheletro rigido per inibire il restringimento del separatore.
• Prevenire efficacemente la fuga termica della batteria e migliorare la sicurezza.
(2) bagnabilità elettrolitica ottimizzata - Trasporto ionico migliorato
• La superficie dell'allumina è ricca di gruppi idrossilici e ha una super liofilia, che può ridurre l'angolo di contatto dell'elettrolita.
• Aumentare il tasso di assorbimento liquido del separatore del 20%~ 30%, ridurre la resistenza interna e migliorare le prestazioni di ricarica rapida.
(3) Affermazione meccanica migliorata - Puntura anti -dendritica
• La nano-allumina ha un'elevata durezza e la resistenza alla puntura del separatore dopo il rivestimento è aumentata del 50%~ 100%.
• inibire efficacemente la penetrazione del dendrite al litio ed estendere la durata della batteria.
(4) Stabilità chimica - Sicuro e di lunga durata
• Stabile su un ampio intervallo di tensione e non partecipa alle reazioni laterali.
• Può assorbire sostanze dannose come HF nell'elettrolita e ridurre la corrosione dell'elettrodo.
Campi di applicazione di diaframmi rivestiti di allumina
(1) Batterie di alimentazione (veicoli elettrici, utensili elettrici)
• Requisiti: alta sicurezza e resistenza ad alta temperatura.
(2) Batterie di accumulo di energia (reti, accumulo di energia domestica)
• Requisiti: lunga durata e bassa auto-scarica.
(3) Elettronica di consumo (telefoni cellulari, laptop)
• Requisiti: compatibile leggera e sottile, di ricarica rapida.
(4) Batterie speciali (industria militare, aerospaziale)
• Requisiti: stabilità della temperatura estrema.
La polvere di allumina, come materiale di rivestimento per i separatori di batterie al litio, è diventata una soluzione chiave per migliorare la sicurezza e le prestazioni della batteria a causa dei suoi vantaggi di resistenza ad alta temperatura, bagnabilità migliorata, resistenza alla puntura e stabilità chimica. Con il rapido sviluppo della nuova industria energetica, la tecnologia di rivestimento separatore di allumina ad alte prestazioni continuerà a innovare e promuovere l'industria delle batterie al litio per svilupparsi in una direzione di densità energetica più sicura e più alta.