Errendimendu handiko bateria:Litio-ioizko bateriaLau zati nagusiz osatuta dago: elektrodo positiboaren materiala, elektrodo negatiboaren materiala, bereizlea eta elektrolitoa.Horien artean, bereizlea barne-osagai nagusi bat dalitio-ioizko bateriak.Erreakzio elektrokimikoan zuzenean parte hartzen ez badu ere, ezinbestekoa du bateriaren errendimenduan.Bateriaren edukierari, zikloaren errendimenduari eta karga- eta deskarga-korronte-dentsitateari eragiten ez ezik, segurtasunari eta bizitzari ere lotuta dago.bateria.Bereizleak bateriaren funtzionamendu eta errendimendu egokia mantentzen du ioi-eroaleko kanalak eskainiz, elektrolitoak nahastea saihestuz eta euskarri mekanikoa eskainiz. Bereizgailuaren ioi-eroankortasunak zuzenean eragiten du bateriaren karga- eta deskarga-abiaduran eta eraginkortasunean.Ioi-eroankortasun hobeak bateriaren potentzia-dentsitatea hobe dezake.Gainera, bereizgailuaren elektrolitoen isolamenduaren errendimenduak bateriaren segurtasuna zehazten du.Elektrolitoaren isolamendu eraginkorrak elektrodo positiboen eta negatiboen artean segurtasun arazoak saihestu ditzake, hala nola zirkuitu laburrak eta gainberotzea.Bereizleak ere indar mekaniko eta malgutasun ona izan behar du bateriaren hedapen eta uzkurdurari aurre egiteko eta kalte mekanikoak eta barne zirkuitu laburrak saihesteko.Horrez gain, bereizleak egonkortasun estrukturala eta funtzionala ere mantendu behar ditu irauten duen bitarteanbateriaren iraupenabateriaren epe luzerako funtzionamendu fidagarria bermatzeko. Bereizleak bateriaren erreakzio elektrokimikoan zuzenean parte hartzen ez duen arren, eragin garrantzitsua du funtsezko propietateetan, hala nola bateriaren edukieran, zikloaren errendimenduan, karga eta deskarga abiaduran, segurtasunean eta bizi-iraupenean. .Hori dela eta, bereizgailuen garapena eta optimizazioa oso garrantzitsua da litio-ioizko bateriak garatzeko eta aplikatzeko.
1. Bereizleen funtzio garrantzitsua inlitio-ioizko bateriak
Bereiztzaileek ezinbestekoa dute litio-ioizko baterietan.Elektrodo positiboak eta negatiboak bereizten dituen hesi fisikoa ez ezik, funtzio garrantzitsu hauek ere baditu:1.Ioien transmisioa: bereizleak ioien transmisioaren errendimendu ona izan behar du eta litio ioiak elektrodo positibo eta negatiboen artean askatasunez transmititzeko aukera izan behar du.Aldi berean, bereizleak elektroien transmisioa modu eraginkorrean blokeatu behar du zirkuitu laburrak eta autodeskargak saihesteko.2.Elektrolitoaren mantentze-lanak: bereizgailuak disolbatzaileen sartzearekiko erresistentzia ona izan behar du, elektrolitoaren banaketa uniformea modu eraginkorrean mantendu ahal izateko elektrodo positiboen eta negatiboen artean eta elektrolitoaren galera eta kontzentrazio-aldaketak saihesteko.3.Erresistentzia mekanikoa: bereizleak indar mekaniko nahikoa izan behar du bateriaren konpresioa, hedapena eta bibrazioa bezalako tentsio mekanikoak jasateko, bateriaren egonkortasuna eta segurtasuna bermatzeko.4.Egonkortasun termikoa: bereizleak egonkortasun termiko ona izan behar du tenperatura altuko inguruneetan egitura-egonkortasuna mantentzeko eta ihes termikoa eta deskonposizio termikoa saihesteko.5.Suaren atzerapena: bereizleak suaren erresistentzia ona izan behar du, eta horrek modu eraginkorrean bateria sutea edo lehertzea eragotzi dezake egoera anormaletan. Goiko baldintzak betetzeko, bereizleak polimerozko materialez eginak izan ohi dira, hala nola, polipropilenoa (PP), polietilenoa. (PE), etab. Horrez gain, bereizgailuaren lodiera, porositatea eta poro-tamaina bezalako parametroek ere eragina izango dute bateriaren errendimenduan.Hori dela eta, litio-ioizko baterien prestaketa-prozesuan, oso garrantzitsua da bereizgailu-material egokiak hautatzea eta bereizgailuaren egitura-diseinua optimizatzea.
2. Bereizleen eginkizun nagusialitiozko bateriak:
Litio-ioizko piletan, bereizleak funtsezko eginkizuna betetzen du eta funtzio nagusi hauek ditu:1.Ioi-eroalea: bereizgailuak elektrodo positibo eta negatiboen artean litio ioiak garraiatzeko aukera ematen du.Bereizleak eroankortasun ioniko handia izan ohi du, eta horrek baterian litio-ioien fluxu azkarra eta berdina susta dezake eta bateriaren karga eta deskarga eraginkorra lor dezake.2.Bateriaren segurtasuna: bereizgailuak elektrodo positibo eta negatiboen arteko kontaktu zuzena eta zirkuitu laburra saihestu dezake, bateriaren barruan gehiegizko korrontea eta berotzea saihestu eta bateriaren segurtasuna eskain dezake.3.Elektrolitoen isolamendua: bereizgailuak gasak, ezpurutasunak eta bateriako elektrolitoan dauden beste substantziak elektrodo positiboen eta negatiboen artean nahastea eragozten du, beharrezkoak ez diren erreakzio kimikoak eta galerak saihestuz, eta bateriaren egonkortasuna eta ziklo-bizitza mantenduz.4.Euskarri mekanikoa: bereizleak euskarri mekanikoaren papera betetzen du baterian.Elektrodo positibo eta negatiboen eta beste bateriaren osagaien posizioak finkatu ditzake.Bateriaren hedapenera eta uzkurdurara egokitzeko malgutasun eta hedagarritasun maila bat ere badu. Bereizgailuek paper garrantzitsua dute ioi-eroalean, bateriaren segurtasunean, elektrolitoen isolamenduan eta euskarri mekanikoan litio-ioizko baterietan.Bateriaren funtzionamendu eta errendimendu egonkorra berma dezake.
3. Litio-ioizko bateria-bereizle motak
Litio-ioizko bateria-bereizle mota asko daude, ohikoak honako hauek dira:1.Polipropilenozko (PP) bereizgailua: gaur egun gehien erabiltzen den material bereizlea da.Polipropilenozko bereizgailuek erresistentzia kimiko bikaina dute, egonkortasun termiko ona eta erresistentzia mekanikoa, eta ioien selektibitate moderatua eta propietate eroaleak dituzte.2.Poliimida (PI) bereizgailua: Poliimida bereizleak egonkortasun termiko eta egonkortasun kimiko handia ditu eta tenperatura altuko inguruneetan errendimendu egonkorra mantendu dezake.Tentsio handiko erresistentzia dela eta, energia-dentsitate handiko eta potentzia-eskakizun handiko baterietan poliimida-bereizleak erabili ohi dira.3.Polietileno-bereizlea: Polietileno-bereizgailuak ioi-eroankortasun handia eta erresistentzia mekaniko ona ditu, eta sarritan erabiltzen da litio-ioizko pilen mota zehatzetan, hala nola superkondentsadoreetan eta litio-sufrezko piletan.4.Zeramikazko diafragma konposatua: zeramikazko diafragma konposatua zuntz zeramikazko indartutako polimeroaren substratuaz egina dago.Erresistentzia mekaniko eta beroarekiko erresistentzia handia du eta tenperatura altuak eta kalte fisikoak jasan ditzake.5.Nanoporo-bereizgailua: Nanoporo-bereizgailuak nanoporoen egituraren ioi-eroankortasun bikaina erabiltzen du, indar mekaniko eta egonkortasun kimiko ona betetzen dituen bitartean.Potentzia handiko eta bizitza luzeko eskakizunak dituzten litio-ioizko piletan aplikatzea espero da. Material eta egitura ezberdinen bereizgailu hauek bateriaren diseinu eta errendimendu eskakizun desberdinen arabera hauta eta optimiza daitezke.
4. Litio-ioizko bateria-bereizleen errendimendu-baldintzak
Litio-ioizko bateria-bereizleak osagai kritikoa dira errendimendu-baldintza hauek dituztenak:1.Elektrolito-eroankortasun handia: bereizleak elektrolito-eroankortasun handia izan behar du elektrodo positiboen eta negatiboen artean ioi-eroankortasuna sustatzeko, bateriaren karga eta deskarga eraginkorra lortzeko.2.Selektibitate ioiko bikaina: Bereizleak ioi selektibitate ona izan behar du, litio ioien transmisioa soilik ahalbidetuz eta baterian beste substantzien barneratzea edo erreakzioa saihestuz.3.Egonkortasun termiko ona: bereizleak egonkortasun termiko ona izan behar du eta egitura-egonkortasuna mantentzeko gai izan behar du muturreko baldintzetan, hala nola tenperatura altuetan edo gehiegizko karga, ihes termikoa edo elektrolitoen lurrunketa eta beste arazo batzuk saihesteko.4.Erresistentzia mekaniko eta malgutasun bikaina: bereizleak erresistentzia eta malgutasun mekaniko handiak izan behar ditu ertzeko zirkuitu laburrak edo barne-kalteak bezalako arazoak saihesteko, eta bateriaren hedapen eta uzkurdurara egokitzeko.5.Erresistentzia kimiko ona: bereizleak erresistentzia kimiko ona izan behar du, eta bateriaren elektrolitoek, gasek eta ezpurutasunek bereizgailuaren korrosioari edo kutsadurari aurre egin behar diote.6.Erresistentzia baxua eta iragazkortasun txikia: bereizleak erresistentzia baxua eta iragazkortasun txikia izan behar ditu bateriaren barruan erresistentzia-galera eta elektrolito-galera murrizteko. indarra eta malgutasuna, erresistentzia kimiko ona, erresistentzia baxua eta iragazkortasun txikia.Errendimendu-baldintza hauek bateriaren segurtasuna, ziklo-bizitza eta energia-dentsitatea bermatzen dituzte.
Argitalpenaren ordua: 2023-09-15