הליתיוםמפריד סוללותמשמש כמחסום מגן בין האלקטרודות החיוביות והשליליות, ומוליך יונים אך לא אלקטרונים. במצב האידיאלי לאחר מילוי והיווצרות אלקטרוליטים, המפריד אמור לשמור על מגע מלא ושטוח עם האלקטרודות. עם זאת, כאשר אנו מפרקים סוללות, אנו מגלים לעתים קרובות קמטים חמורים של המפריד. (ניתן לראות זאת בבירור גם דרך התקמטות האלקטרודה השלילית).
להלן, נדון בהתקמטות המפריד בשלושה היבטים: הסכנות, הסיבות והפתרונות.
א. סכנות של קמטים מפריד:
התנגדות פנימית מוגברת:המבנה המיקרו-נקבי של המפריד פגום באזורים המקומטים, מה שמפריע לנתיבי הובלה של-יון ליתיום. זה מגדיל את ההתנגדות הפנימית ב-15%-30%, ומפחית באופן משמעותי את יעילות הטעינה והפריקה.
קיבולת דהיית:חדירת אלקטרוליטים לא אחידה באזורים מקומטים מובילה לירידה בניצול של חומרים פעילים. נתונים ניסיוניים מסוללת קתודה מסוג NMC הראו קצב דהיית קיבולת של עד 8% לכל 100 מחזורים.
צמיחת דנדריט ליתיום וסיכון קצר חשמלי:קמטים גורמים לעלייה מקומית בצפיפות הזרם, מעלה את ההסתברות לצמיחת דנדריט ליתיום על פני האנודה של גרפיט ומגבירה את הסיכון לקצרים.
II. גורמים להתקמטות מפריד:
פגמים חומריים:מפרידים עם חספוס פני השטח > 0.3μm (ערך Ra סטנדרטי 0.1-0.3μm) או חוזק מתיחה < 300MPa נוטים יותר להתקמט.
פגמים בתהליך: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>5 מעלות כאשר הערך המותר הוא פחות או שווה ל-2 מעלות).
תהליך כבישה חמה לא סביר:הגדרות לא מתאימות לפרמטרים של כבישה חמה - לחץ, טמפרטורה, זמן - גורמות לעיצוב לקוי של גליל האלקטרודה.
תהליך מילוי אלקטרוליט בלתי סביר:תהליך המילוי כולל בדרך כלל (ציור ואקום - מילוי ראשוני - עמידה - לפני-טעינה - שרטוט ואקום - מילוי משני). אם הלחץ השלילי בוואקום גבוה מדי או המהירות מהירה מדי, זה יכול בקלות לגרום להפרדה בין המפריד לאלקטרודות. יתרה מזאת, גז נוצר לאחר טעינה מוקדמת-, והוצאת הוואקום במהלך מילוי משני יכול להסיר גם את הגז הזה וגם חלק מהאלקטרוליט. כאשר גז מופק, הוא יכול ליצור תעלות, מה שמוביל גם לקמטים גלויים.
חדירת אלקטרוליטים לא מלאה:אם האלקטרוליט אינו חודר במלואו, ומשאיר אזורים יבשים, רווחים או בועות בין האלקטרודות והמפריד, קמטים עלולים להתרחש בקלות במהלך ציור ואקום.
פגמים במשטח האלקטרודה:פגמים מובנים באלקטרודות (כגון בליטות, בורות וכו') יכולים בקלות להשפיע על מידת ההתאמה של המפריד אליהם, מה שיוביל להתקמטות.
III. פתרונות להתקמטות מפריד:
הפתרונות לרוב קשורים לסיבות וכוללים שיפור התכונות הבסיסיות של המפריד, ושיפור תהליכי הליפול, הכבישה החמה, האפייה ומילוי האלקטרוליטים. חקור שלנוקו ייצור סוללותפתרונות למיטוב תהליכים.
על ידי הארכת זמן ההסתננות והגדלת טמפרטורת החדירה כראוי (למשל, הסתננות ב-45 מעלות), ניתן להשיג את מצב החדירה האופטימלי עבור האלקטרודות.
בנוסף, מעבר לשיפורי התהליך, שימוש במפרידים מצופים יכול לטפל ביעילות בבעיית הקמטים. לדוגמה, מפרידים עם ציפוי PVDF חד צדדי- משפרים משמעותית את ההידבקות לאחר לחיצה חמה, ומעלים לחלוטין או מפחיתים קמטים. למידע נוסף על המתקדם שלנוחומר סוללההצעות, כולל מפרידים מצופים.
TOB NEW ENERGY מתמחה במתן פתרונות מקיפים לקו סוללות, החל מקווי פיילוט ומחקר ועד לייצור המוני. אנו מציעים ציוד מותאם אישית, תמיכה טכנית מתקדמת ומגוון שלם של חומרים-איכותיים שיעזרו לך לייעל את תהליכי הייצור והמחקר של הסוללות שלך, תוך מתן מענה יעיל לאתגרים כמו קימוט מפריד.
