Pin hiệu suất cao:Pin lithium-iongồm có bốn phần chính: vật liệu điện cực dương, vật liệu điện cực âm, thiết bị phân tách và chất điện phân.Trong số đó, dải phân cách là thành phần quan trọng bên trongpin lithium-ion.Mặc dù nó không tham gia trực tiếp vào phản ứng điện hóa nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của pin.Nó không chỉ ảnh hưởng đến công suất, hiệu suất chu trình cũng như mật độ dòng sạc và dòng xả của pin mà còn liên quan đến sự an toàn và tuổi thọ của pin.ắc quy.Bộ phân tách duy trì hoạt động và hiệu suất thích hợp của pin bằng cách cung cấp các kênh dẫn ion, ngăn chặn sự trộn lẫn chất điện phân và cung cấp hỗ trợ cơ học. Độ dẫn ion của bộ phân tách ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sạc, xả và hiệu suất của pin.Độ dẫn ion tốt hơn có thể cải thiện mật độ năng lượng của pin.Ngoài ra, hiệu suất cách ly chất điện phân của thiết bị phân tách quyết định độ an toàn của pin.Cách ly hiệu quả chất điện phân giữa điện cực dương và âm có thể ngăn ngừa các vấn đề an toàn như đoản mạch và quá nhiệt.Dải phân cách cũng cần phải có độ bền cơ học tốt và tính linh hoạt để đối phó với sự giãn nở và co lại của pin, đồng thời ngăn ngừa hư hỏng cơ học và đoản mạch bên trong.Ngoài ra, dải phân cách cũng cần duy trì sự ổn định về cấu trúc và chức năng trong quá trình hoạt động.tuổi thọ pinđể đảm bảo pin hoạt động đáng tin cậy lâu dài. Mặc dù bộ phân tách không tham gia trực tiếp vào phản ứng điện hóa của pin nhưng nó có tác động quan trọng đến các đặc tính chính như dung lượng pin, hiệu suất chu trình, tốc độ sạc và xả, độ an toàn và tuổi thọ .Do đó, việc phát triển và tối ưu hóa các thiết bị phân tách có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển và ứng dụng pin lithium-ion.
1. Chức năng quan trọng của dải phân cách trongpin lithium-ion
Bộ phân tách đóng một vai trò quan trọng trong pin lithium-ion.Nó không chỉ là rào cản vật lý ngăn cách các điện cực dương và âm mà còn có các chức năng quan trọng sau:1.Truyền ion: Thiết bị phân tách phải có hiệu suất truyền ion tốt và có khả năng cho phép các ion lithium truyền tự do giữa các điện cực dương và âm.Đồng thời, thiết bị phân tách cần ngăn chặn hiệu quả sự truyền điện tử để ngăn ngừa đoản mạch và tự phóng điện.2.Bảo trì chất điện phân: Thiết bị phân tách cần có khả năng chống thấm dung môi tốt, có thể duy trì hiệu quả sự phân bố đồng đều chất điện phân giữa các điện cực dương và âm và ngăn ngừa sự mất chất điện phân và thay đổi nồng độ.3.Độ bền cơ học: Dải phân cách cần có đủ độ bền cơ học để chịu được các ứng suất cơ học như nén, giãn nở và rung động của pin để đảm bảo độ ổn định và an toàn của pin.4.Độ ổn định nhiệt: Thiết bị phân tách cần có độ ổn định nhiệt tốt để duy trì sự ổn định cấu trúc trong môi trường nhiệt độ cao và ngăn chặn sự thoát nhiệt và phân hủy nhiệt.5.Khả năng chống cháy: Dải phân cách cần có khả năng chống cháy tốt, mới có thể ngăn pin cháy nổ trong những trường hợp bất thường một cách hiệu quả. Để đáp ứng các yêu cầu trên, dải phân cách thường được làm bằng vật liệu polymer, chẳng hạn như polypropylen (PP), polyetylen (PE), v.v. Ngoài ra, các thông số như độ dày, độ xốp và kích thước lỗ của thiết bị phân tách cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của pin.Do đó, trong quá trình chuẩn bị pin lithium-ion, việc lựa chọn vật liệu phân tách phù hợp và tối ưu hóa thiết kế cấu trúc của thiết bị phân tách là rất quan trọng.
2. Vai trò chính của dải phân cách trongPin lithium:
Trong pin lithium-ion, bộ phân tách đóng vai trò chính và có các chức năng chính sau:1.Dẫn ion: Bộ phân tách cho phép các ion lithium được vận chuyển giữa các điện cực dương và âm.Bộ phân tách thường có độ dẫn ion cao, có thể thúc đẩy dòng ion lithium nhanh chóng và đồng đều trong pin, đồng thời đạt được khả năng sạc và xả pin hiệu quả.2.An toàn pin: Dải phân cách có thể ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp và đoản mạch giữa các điện cực dương và âm, tránh quá dòng và quá nhiệt bên trong pin, đồng thời mang lại sự an toàn cho pin.3.Cách ly điện phân: Bộ phân tách ngăn không cho khí, tạp chất và các chất khác trong chất điện phân trong pin trộn lẫn giữa các điện cực dương và âm, tránh các phản ứng và thất thoát hóa học không cần thiết, đồng thời duy trì sự ổn định và tuổi thọ của pin.4.Hỗ trợ cơ học: Dải phân cách đóng vai trò hỗ trợ cơ học trong pin.Nó có thể cố định vị trí của các điện cực dương và âm và các thành phần khác của pin.Nó cũng có mức độ linh hoạt và khả năng mở rộng nhất định để thích ứng với sự giãn nở và co lại của pin. Bộ phân tách đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn ion, an toàn cho pin, cách ly chất điện phân và hỗ trợ cơ học trong pin lithium-ion.Nó có thể đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất của pin.
3. Các loại máy tách pin lithium-ion
Có nhiều loại bộ tách pin lithium-ion, những loại phổ biến bao gồm:1.Bình tách Polypropylen (PP): Đây hiện là vật liệu phân tách được sử dụng phổ biến nhất.Máy tách bằng polypropylen có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, ổn định nhiệt và độ bền cơ học tốt, đồng thời có tính chọn lọc ion và tính dẫn điện vừa phải.2.Máy tách Polyimide (PI): Máy tách Polyimide có độ ổn định nhiệt và ổn định hóa học cao, đồng thời có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường nhiệt độ cao.Do có điện trở cao nên máy tách polyimide thường được sử dụng trong pin có mật độ năng lượng cao và yêu cầu năng lượng cao.3.Máy tách polyetylen (PE): Máy tách polyetylen có độ dẫn ion cao và độ bền cơ học tốt, thường được sử dụng trong các loại pin lithium-ion cụ thể, chẳng hạn như siêu tụ điện và pin lithium-lưu huỳnh.4.Màng gốm composite: Màng gốm composite được làm từ chất nền polymer gia cố bằng sợi gốm.Nó có độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt cao, có thể chịu được nhiệt độ cao và hư hỏng vật lý.5.Máy tách nanopore: Máy tách Nanopore tận dụng khả năng dẫn ion tuyệt vời của cấu trúc nanopore, đồng thời đáp ứng độ bền cơ học và độ ổn định hóa học tốt.Nó dự kiến sẽ được áp dụng trong pin lithium-ion có yêu cầu về năng lượng cao và tuổi thọ cao. Những bộ phân tách bằng vật liệu và cấu trúc khác nhau này có thể được lựa chọn và tối ưu hóa theo các yêu cầu về hiệu suất và thiết kế pin khác nhau.
4. Yêu cầu về hiệu suất của máy tách pin lithium-ion
Bộ tách pin lithium-ion là một thành phần quan trọng với các yêu cầu về hiệu suất sau:1.Độ dẫn điện cao: Bộ phân tách phải có độ dẫn điện cao để thúc đẩy sự dẫn truyền ion giữa các điện cực dương và âm nhằm đạt được hiệu quả sạc và xả pin.2.Độ chọn lọc ion tuyệt vời: Thiết bị phân tách cần có độ chọn lọc ion tốt, chỉ cho phép truyền các ion lithium và ngăn chặn sự xâm nhập hoặc phản ứng của các chất khác trong pin.3.Độ ổn định nhiệt tốt: Thiết bị phân tách cần có độ ổn định nhiệt tốt và có thể duy trì độ ổn định cấu trúc trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc sạc quá mức để ngăn chặn sự thoát nhiệt hoặc bay hơi chất điện phân và các vấn đề khác.4.Độ bền và tính linh hoạt cơ học tuyệt vời: Dải phân cách cần phải có độ bền cơ học và tính linh hoạt cao để ngăn ngừa các sự cố như đoản mạch ở cạnh hoặc hư hỏng bên trong, đồng thời thích ứng với sự giãn nở và co lại của pin.5.Khả năng kháng hóa chất tốt: Thiết bị phân tách cần có khả năng kháng hóa chất tốt và có khả năng chống ăn mòn hoặc ô nhiễm thiết bị phân tách bởi các chất điện phân, khí và tạp chất trong pin.6.Điện trở thấp và độ thấm thấp: Bộ phân tách phải có điện trở thấp và độ thấm thấp để giảm tổn thất điện trở và mất chất điện phân bên trong pin. Yêu cầu về hiệu suất của bộ tách pin lithium-ion là độ dẫn điện cao, độ chọn lọc ion tuyệt vời, ổn định nhiệt tốt, cơ học tuyệt vời sức mạnh và tính linh hoạt, kháng hóa chất tốt, sức đề kháng thấp và độ thấm thấp.Những yêu cầu về hiệu suất này đảm bảo an toàn cho pin, tuổi thọ của pin và mật độ năng lượng.
Thời gian đăng: 15-09-2023