Avec le développement rapide de nouveaux véhicules énergétiques, des systèmes de stockage d'énergie et de l'électronique grand public, la densité énergétique élevée, la durée de vie et la sécurité à cycle long des batteries au lithium-ion sont devenues les principaux problèmes de préoccupation pour l'industrie . comme l'une des composants clés des batteries lithium est devenu un choix important pour améliorer les performances des diaphragmes en tant que matériau de revêtement pour les diaphragmes de batterie au lithium en raison de son excellente résistance à la température, affinité électrolytique et résistance mécanique .
Le rôle et les défis des séparateurs de batterie au lithium
Le séparateur de batterie au lithium est situé entre les électrodes positives et négatives, et ses principales fonctions comprennent:
• Isolement physique: empêchez les électrodes positives et négatives de se contacter directement et de provoquer un court-circuit .
• Conduction ionique: permettez aux ions lithiums de passer librement pour assurer le fonctionnement normal de la batterie .
• Protection thermique: maintenir la stabilité structurelle dans des environnements à haute température pour empêcher la fuite thermique .
Bien que les séparateurs traditionnels de polyoléfine aient une bonne stabilité chimique et des avantages à faible coût, ils ont toujours les problèmes suivants:
• Mauvaise résistance à haute température: PE / PP fondera et rétrécira à 130 à 160 degrés, provoquant un court-circuit de batterie .
• La mouillabilité des électrolytes insuffisante: affecte l'efficacité de la transmission des ions et augmente la résistance interne .
• Faible résistance mécanique: il est difficile d'inhiber la croissance des dendrites au lithium et il existe un risque de perforation .
Solution: Le revêtement de la surface du séparateur avec de la poudre d'alumine de haute pureté peut améliorer considérablement les problèmes ci-dessus .
Principe d'application de la poudre d'alumine dans les séparateurs de batterie au lithium
(1) Amélioration de la stabilité thermique - couche protectrice à haute température
• Le point de fusion de l'alumine est aussi élevé que 2050 degré, qui est beaucoup plus élevé que PE / PP .
• À des températures élevées, le revêtement d'alumine forme un squelette rigide pour inhiber le retrait du séparateur .
• Empêcher efficacement la fuite thermique de la batterie et améliorer la sécurité .
(2) Sécoupe électrolyte optimisée - Transport d'ions amélioré
• La surface de l'alumine est riche en groupes hydroxyle et a une super-lyophilicité, ce qui peut réduire l'angle de contact de l'électrolyte .
• Augmenter le taux d'absorption du liquide du séparateur de 20% ~ 30%, réduire la résistance interne et améliorer les performances de charge rapide .
(3) Force mécanique améliorée - Ponction anti-dendritique
• La nano-alumine a une dureté élevée et la résistance à la perforation du séparateur après revêtement est augmentée de 50% ~ 100% .
• inhiber efficacement la pénétration de la dendrite au lithium et prolonger la durée de vie de la batterie .
(4) Stabilité chimique - sûr et durable
• Stable sur une large plage de tension et ne participe pas aux réactions secondaires .
• Il peut absorber des substances nocives telles que HF dans l'électrolyte et réduire la corrosion de l'électrode .
Champs d'application des diaphragmes enduits d'alumine
(1) Batteries d'alimentation (véhicules électriques, outils électriques)
• Exigences: une sécurité élevée et une résistance à haute température .
(2) batteries de stockage d'énergie (réseaux, stockage d'énergie des ménages)
• Exigences: longue durée de vie et faible décharge .
(3) Electronique grand public (téléphones portables, ordinateurs portables)
• Exigences: légère et mince et rapide compatible .
(4) batteries spéciales (industrie militaire, aérospatiale)
• Exigences: stabilité de la température extrême .
La poudre d'alumine, en tant que matériau de revêtement pour les séparateurs de batteries au lithium, est devenue une solution clé pour améliorer la sécurité et les performances de la batterie en raison de ses avantages de résistance à haute température, de mouillabilité améliorée, de résistance à la ponction et de stabilité chimique . avec le développement rapide de la nouvelle industrie énergétique, le séparateur à haute performance, la technologie du revêtement de la batterie de la lithium, la dens de la litté direction .