چه چیزی از اتصال کوتاه باتری لیتیوم یونی جلوگیری می کند؟ پاسخ اغلب بسیار نازک است لایه جداکننده که الکترودها را از هم جدا نگه می‌دارد و در عین حال به یون‌ها اجازه جریان می‌دهد.

همانطور که باتری ها از نظر انرژی متراکم تر می شوند، لایه های جداکننده باید بدون کاهش قدرت، پایداری حرارتی یا ایمنی نازک تر شوند.

این راهنما فرآیندهای مرطوب و خشک، فناوری‌های پوشش، تخلخل و استحکام مکانیکی را توضیح می‌دهد تا به شما در انتخاب فیلم جداکننده باتری مناسب کمک کند.

خوراکی های کلیدی

• روش تولید عملکرد را تعیین می کند: انتخاب بین فرآیندهای خشک (اکستروژن مذاب) و مرطوب (وارونگی فاز) اساساً ساختار منافذ، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی لایه های جداکننده پلی اولفین پایه را تغییر می دهد.

• پوشش‌ها برای سلول‌های با چگالی بالا غیرقابل مذاکره هستند: پوشش‌های سرامیکی و پلیمری به طور فزاینده‌ای برای کاهش انقباض حرارتی و بهبود مقاومت در برابر سوراخ شدن در کاربردهای مدرن EV و ظرفیت بالا ضروری هستند.

• ضخامت در مقابل معاوضه ایمنی: کاهش ضخامت لایه باعث افزایش چگالی انرژی و کاهش مقاومت داخلی می‌شود، اما به‌طور تصاعدی خطر نقص‌های ساخت و اتصال کوتاه دندریتیک را افزایش می‌دهد.

• کنترل کیفیت دقیق ضروری است: تخلخل ثابت، ضخامت یکنواخت، ادعاهای کیفیت قابل تایید، و دمای قابل پیش بینی خاموش شدن حرارتی شاخص های اصلی تامین کننده فیلم جداکننده قابل اعتماد هستند.

کاری که جداکننده‌های باتری در سلول‌های لیتیوم یون انجام می‌دهند

یک جداکننده قابل دوام قبل از اینکه به ماشین سیم پیچی برسد باید الزامات خط پایه دقیق را برآورده کند. اگر یک فیلم حتی یکی از این معیارها را نپذیرد، کل سلول به یک خطر ایمنی تبدیل می شود. ما فیلم های پایه را در برابر چهار ستون عملکردی اولیه ارزیابی می کنیم.

1. عایق الکترونیکی: فیلم باید به طور کامل جریان الکترون بین آند و کاتد را مسدود کند. هر گونه نشت الکترون باعث تخلیه خود و گرمایش موضعی می شود.

2. رسانایی یونی: این ماده باید به یون های لیتیوم اجازه دهد تا در چرخه های شارژ و دشارژ آزادانه حرکت کنند. مقاومت یونی بالا به طور مستقیم توان خروجی و قابلیت شارژ سریع سلول را محدود می کند.

3. مقاومت شیمیایی: ماتریکس پلیمری باید در برابر الکترولیت های مایع بسیار واکنش پذیر، از جمله حلال های کربنات تهاجمی مانند اتیلن کربنات (EC) و دی متیل کربنات (DMC) بدون اینکه در طول عمر ده ساله تخریب شود، زنده بماند.

4. دوام مکانیکی: این ماده باید در طول مونتاژ سلولی در برابر سیم پیچی، انباشته شدن و انباشتگی با تنش بالا مقاومت کند. تحت فشار مکانیکی خطوط تولید خودکار نمی تواند کشیده شود، پاره شود یا تغییر شکل دهد.

جلوگیری از اتصال کوتاه و فرار حرارتی

جداکننده ها آند و کاتد را به صورت فیزیکی ایزوله می کنند. آنها از تماس مستقیمی که باعث اتصال کوتاه فوری و سخت می شود جلوگیری می کنند. فراتر از جداسازی فیزیکی اولیه، ما به مکانیزم خاموش کردن داخلی برای ایمنی حرارتی متکی هستیم. هنگامی که دمای داخلی سلول به دلیل شارژ بیش از حد یا سوء استفاده خارجی به طور خطرناکی افزایش می یابد، ساختار پلیمری واکنش نشان می دهد. منافذ در دماهای خاص بسته می شوند، معمولاً حدود 130 درجه سانتی گراد برای پلی اتیلن و 165 درجه سانتی گراد برای پلی پروپیلن. این دگرگونی فیزیکی پلیمر را به اندازه کافی ذوب می کند تا ریز منافذ را فرو بریزد و جریان یونی را به طور کامل متوقف کند. این واکنش الکتروشیمیایی را قبل از رسیدن سلول به آستانه بحرانی برای فرار حرارتی فاجعه بار متوقف می کند.

چگونه جداکننده ها به یون های لیتیوم اجازه حرکت می دهند

ساختار داخلی فیلم عملکرد الکتروشیمیایی آن را دیکته می کند. به یک ساختار منافذ بسیار پرپیچ و خم نیاز دارد. این مسیر پیچیده و پیچ در پیچ به یون های لیتیوم اجازه می دهد تا زمانی که در الکترولیت مایع معلق هستند، به طور موثر عبور کنند. به طور همزمان، این پیچ و خم در برابر رشد دندریت های لیتیوم مقاومت می کند. دندریت ها ریزساختارهای فلزی سفت و سختی هستند که در هنگام شارژ سریع یا عملیات در دمای پایین بر روی آند گرافیت ایجاد می شوند. آنها می توانند لایه های نازک را سوراخ کنند و باعث ایجاد شورت داخلی شدید شوند. یک ساختار منفذی به خوبی مهندسی شده و بسیار پرپیچ و خم، دندریت ها را وادار می کند تا در یک پیچ و خم میکروسکوپی حرکت کنند و به طور قابل توجهی نفوذ آنها را کند کرده و عمر عملیاتی ایمن باتری را افزایش می دهد.

ترشوندگی و نگهداری الکترولیت

جداکننده باید در مرحله پر شدن تولید، الکترولیت مایع را به سرعت جذب کند. خیس شدن سریع فرآیند تولید را سرعت می بخشد و توزیع یکنواخت الکترولیت را تضمین می کند. همچنین باید این مایع را در هزاران چرخه شارژ حفظ کند. احتباس زیاد باعث حفظ مقاومت داخلی پایین می شود. نقاط خشک درون سلول باعث توزیع ناهموار جریان می شود. این منجر به آبکاری لیتیوم موضعی، تخریب سریع ظرفیت و در نهایت شکست سلولی می شود. ترشوندگی برتر از عمر چرخه طولانی مدت پشتیبانی می کند و تضمین می کند که سلول ظرفیت نامی خود را به طور مداوم ارائه می دهد.

روش‌های اصلی تولید جداکننده‌های باتری

مواد پلی الفین به عنوان استاندارد صنعتی بلامنازع برای فیلم های پایه باقی می مانند. پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP) بر بازار تسلط دارند زیرا پایداری شیمیایی عالی در برابر حلال‌های کربنات سخت ارائه می‌دهند. آنها همچنین نسبت هزینه به عملکرد بسیار مطلوبی را در مقایسه با مواد غیر بافته عجیب و غریب ارائه می دهند. سازندگان از دو روش تولید اولیه برای ایجاد ساختار ریز متخلخل مورد نیاز استفاده می کنند و انتخاب روش به طور اساسی خواص فیزیکی فیلم را تغییر می دهد.

جداکننده های فرآیند خشک (اکستروژن مذاب).

فرآیند خشک به کشش مکانیکی برای ایجاد منافذ متکی است. این یک تکنیک تولید ساده و بدون حلال است که به فیلم های ضخیم تر و قوی تر کمک می کند. سازندگان رزین پلیمری را به یک فیلم پیش ساز نازک اکسترود می کنند. آنها فیلم را در دماهای بالا بازپخت می کنند تا ساختار کریستالی را تقویت و تراز کنند. در نهایت فیلم را به صورت تک محوری (در جهت ماشین) یا دو محوره کش می دهند. این کشش مکانیکی به طور فیزیکی کریستال های لایه ای را از هم جدا می کند و ریز منافذ شکاف مانندی را تشکیل می دهد. مخلوط های چند لایه PP یا PP/PE/PP در این فرآیند رایج هستند.

• مزایا: این روش هزینه های تولید کمتری را ارائه می دهد زیرا به مراحل پردازش کمتری نیاز دارد. هیچ سیستم بازیابی حلال مورد نیاز نیست، که باعث کاهش ردپای محیطی می شود. فیلم‌های PP دارای نقطه ذوب بالاتری هستند که پایداری در دمای بالا را بهبود می‌بخشد و آستانه ذوب را بالا می‌برد.

• معایب: این فرآیند در مقایسه با روش‌های مرطوب تخلخل کلی کمتری را به همراه دارد. واریانس اندازه منافذ بزرگتر ایجاد می کند که می تواند منجر به چگالی جریان ناهموار شود. تولیدکنندگان عموماً این فرآیند را به لایه‌های ضخیم‌تر، معمولاً بالای 12 میکرون محدود می‌کنند، که آن را برای کاربردهای با بالاترین چگالی انرژی نامناسب می‌سازد.

جداکننده های فرآیند مرطوب (وارون فاز).

فرآیند مرطوب از جداسازی فاز ناشی از حرارت (TIPS) استفاده می کند. این یک فرآیند پیچیده و فشرده شیمیایی است که فیلم های بسیار یکنواخت و فوق نازک تولید می کند. تولید کنندگان رزین پلی اتیلن را با مایعات هیدروکربنی مانند روغن پارافین در دمای بالا مخلوط می کنند. آنها این مخلوط گرم شده را به یک فیلم ژل مانند اکسترود می کنند. آنها فیلم را به صورت دو محوره کش می دهند تا زنجیره های پلیمری را جهت دهی کنند. در نهایت، آنها حلال هیدروکربنی را با استفاده از مواد شیمیایی فرار مانند متیلن کلرید استخراج می کنند. از بین بردن روغن یک ساختار ریز متخلخل بسیار بهم پیوسته و اسفنج مانند به جا می گذارد.

• مزایا: این توزیع منافذ بسیار یکنواخت را به همراه دارد و جریان یونی ثابت را در سراسر سطح الکترود تضمین می کند. استحکام کششی بالاتری را هم در جهت ماشین و هم در جهت عرضی فراهم می کند. این می تواند پروفایل های بسیار نازک تا 5 میکرون تولید کند و فضای موجود برای مواد فعال را به حداکثر برساند.

• معایب: فرآیند مرطوب شامل پیچیدگی تولید بالاتر و هزینه های سرمایه ای هنگفت برای تجهیزات استخراج است. هزینه های زیست محیطی و مدیریت حلال قابل توجه است. دمای ذوب پایه پایین PE نیاز به مدیریت حرارتی دقیق دارد و تقریباً همیشه برای ایمنی نیاز به پوشش سرامیکی دارد.

تقویم و کشش واقعیت ها

پردازش مکانیکی پس از اکستروژن به شدت بر محصول نهایی تأثیر می گذارد. کلندرینگ ساختار کریستالی را تحت تأثیر قرار می دهد و یکنواختی ضخامت دقیق را در سراسر وب تضمین می کند. پارامترهای کشش استحکام کششی نهایی را تعیین می کند. انقباض جهت عرضی (TD) نتیجه مستقیم نحوه کشیده شدن فیلم به صورت جانبی در طول تولید است. کشش کنترل نشده باعث ایجاد تنش پسماند در ماتریس پلیمری می شود. هنگامی که سلول در حین کار گرم می شود، این تنش آزاد می شود و منجر به انقباض شدید می شود که می تواند لبه های الکترودها را در معرض دید قرار دهد و باعث اتصال کوتاه فاجعه آمیز شود.

راه حل های پوشش برای بهبود ایمنی جداکننده

فیلم های پلی اولفین پایه برای برآورده کردن نیازهای ایمنی شدید سلول های مدرن با ظرفیت بالا تلاش می کنند. با افزایش تراکم انرژی، خطر فرار حرارتی به نسبت افزایش می یابد. پوشش ها این شکاف عملکرد را پر می کنند. هنگام ارزیابی فیلم های جداکننده باتری لیتیوم ، مهندسان باید معماری پوشش دقیق مورد نیاز برای کاربرد آنها را مشخص کنند. فیلم های برهنه به ندرت در کاربردهای مدرن خودرو یا در مقیاس شبکه استفاده می شوند.

فیلم های جداکننده باتری با روکش سرامیکی

تولیدکنندگان ذرات سرامیکی غیر آلی را با استفاده از چسب های تخصصی روی یک یا هر دو طرف فیلم پایه اعمال می کنند. آلومینا (Al2O3) و بوهمیت به دلیل پایداری حرارتی و مقرون به صرفه بودن رایج ترین مواد هستند. این پوشش ها پیشرفت های چشمگیری در ایمنی سلول ایجاد می کنند. آنها انقباض حرارتی را در دمای بالای 150 درجه سانتیگراد به نزدیک صفر کاهش می دهند. حتی اگر لایه PE زیرین ذوب شود، لایه سرامیکی جدایی فیزیکی بین الکترودها را حفظ می کند. علاوه بر این، ماهیت آبدوست سرامیک ها ترشوندگی الکترولیت را بهبود می بخشد و فرآیند پر شدن را سرعت می بخشد. مهمتر از همه، لایه سخت سرامیکی مقاومت بیشتری در برابر سوراخ شدن در برابر دندریت های لیتیوم تیز و زباله های تولیدی ایجاد می کند.

پوشش های پلیمری و کامپوزیت

پوشش های ارگانیک مزایای عملکردی متمایزی فراتر از مقاومت حرارتی خالص ارائه می دهند. پوشش های پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) و آرامید به طور گسترده در طرح های سلولی برتر استفاده می شوند. PVDF چسبندگی بین جداکننده و الکترودها را در طول مرحله پرس گرم مونتاژ بهبود می بخشد. این یک رول سلول محکم‌تر ایجاد می‌کند و مقاومت داخلی را کاهش می‌دهد و از جابجایی الکترود در حین ارتعاش جلوگیری می‌کند. پوشش‌های آرامید پایداری ولتاژ بالا را ارائه می‌کنند و آنها را برای سلول‌های نسل بعدی که بالای 4.3 ولت کار می‌کنند ایده‌آل می‌کنند. پوشش های کامپوزیت، ترکیب ذرات سرامیکی با چسب های پلیمری، ترکیب نهایی پایداری حرارتی، مقاومت در برابر سوراخ شدن و چسبندگی الکترود را ارائه می دهند.

روش های اعمال پوشش

روش کاربرد کیفیت و قوام پوشش را دیکته می کند. قالب شکافی، گراور، و پوشش غوطه ور تکنیک های استاندارد در کف تولید هستند. پوشش Slot-Die کنترل دقیق ضخامت را ارائه می دهد و به سازندگان اجازه می دهد تا لایه هایی به نازکی 2 میکرون را با حداقل واریانس اعمال کنند. پوشش گراور امکان استفاده با سرعت بالا را می دهد اما نیاز به نگهداری دقیق غلتک های حکاکی شده دارد. دقت کاربرد مستقیماً بر یکنواختی پوشش تأثیر می گذارد. کنترل ضعیف منجر به ضخامت ناهموار یا مسدود شدن منافذ می شود. منافذ مسدود جریان یون را محدود می کند، مقاومت داخلی را افزایش می دهد، باعث آبکاری موضعی لیتیوم می شود و عملکرد سلول را به شدت تخریب می کند.

تاثیر بر مقیاس پذیری و یکپارچه سازی تولید

پوسته پوسته شدن جداکننده های پوشش داده شده چالش های تولیدی منحصر به فردی را ارائه می دهد که تیم های تدارکات اغلب آنها را نادیده می گیرند. ریزش در حین حمل و نقل و جابجایی یک خطر بزرگ است. ذرات شل سرامیک محیط اتاق تمیز را آلوده می کنند و در صورت قرار گرفتن در ماده فعال می توانند باعث ایجاد شورت های کوچک شوند. پوشش ها همچنین بر فرآیندهای کلندرینگ و مدیریت وب تأثیر می گذارند. اصطکاک و سختی افزوده شده یک فیلم پوشش داده شده می تواند سرعت سیم پیچ سلولی را کاهش دهد و به سیستم های کنترل کشش تخصصی نیاز دارد. مهندسان باید مزایای ایمنی پوشش های پیشرفته را در برابر این واقعیت های خط مونتاژ متعادل کنند تا بازده تولید بالا را حفظ کنند.

استانداردهای تست فنی برای انتخاب مواد

تیم های تدارکاتی نمی توانند به برگه های مشخصات بازاریابی اساسی اعتماد کنند. ارزیابی فنی دقیق برای اطمینان از ایمنی و عملکرد سلول مورد نیاز است. قبل از تایید یک تامین کننده برای تولید انبوه، باید معیارهای فیزیکی، مکانیکی و حرارتی خاصی را با استفاده از پروتکل های تست استاندارد شده تجزیه و تحلیل کنید.

تخلخل، نفوذپذیری و ارزش گورلی

تخلخل حجم فضای خالی داخل فیلم را اندازه گیری می کند که معمولاً از 35٪ تا 50٪ متغیر است. خیلی کم است و سلول از مقاومت داخلی بالایی رنج می برد. خیلی بالاست و فیلم یکپارچگی مکانیکی را از دست می دهد. نفوذپذیری تعیین می کند که یون ها چگونه به راحتی از آن حفره ها عبور کنند. ما این را با استفاده از مقدار Gurley (ASTM D726) اندازه گیری می کنیم. ثانیه های گوری نشان دهنده زمان لازم برای عبور 100 سی سی هوا از یک اینچ مربع از فیلم تحت فشار ثابت است. ثانیه های گورلی پایین تر نشان دهنده نفوذپذیری بالاتر است. عدد مک مولین به عنوان عدسی برای هدایت یونی عمل می کند. مقاومت الکتریکی جداکننده آغشته به الکترولیت را با خود الکترولیت حجیم مقایسه می کند. عدد مک‌مولین کمتر نشان‌دهنده ساختار منافذ کارآمدتر است.

مقاومت مکانیکی (مقاومت در برابر کشش و سوراخ)

استحکام مکانیکی از خرابی های فاجعه بار تولید جلوگیری می کند. استحکام کششی جهت ماشین (MD) و جهت عرضی (TD) را با استفاده از استانداردهای ASTM D882 آزمایش کنید. استحکام کششی بالا باعث می‌شود فیلم تحت کشش سیم‌پیچ با سرعت بالا که می‌تواند بیش از چندین کیلوگرم نیرو باشد، شکسته نشود. مقاومت در برابر سوراخ شدن معیار ایمنی اولیه برای جلوگیری از شورت داخلی است. با نیروی مورد نیاز برای سوراخ کردن فیلم توسط سوزن استاندارد اندازه گیری می شود (ASTM F1306). مقاومت در برابر سوراخ شدن بالا از سوراخ شدن شورت خط مونتاژ بر روی کلکتورهای جریان فویل فلزی جلوگیری می کند. همچنین در طول عمر عملیاتی باتری، نفوذ دندریت در میدان را متوقف می کند.

انقباض حرارتی و دمای خاموشی

پایداری حرارتی محدودیت های ایمنی سلول را در طول یک رویداد سوء استفاده مشخص می کند. شما باید آستانه های صنعتی قابل قبولی را برای ثبات ابعادی در دماهای بالا درخواست کنید. فیلم‌های با کیفیت بالا در دمای 105 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت در هر دو حالت MD و TD انقباض کمتر از 5% را نشان می‌دهند. دلتای بحرانی بین دمای خاموش شدن و دمای ذوب بسیار مهم است. خاموش شدن زمانی رخ می دهد که منافذ نزدیک به توقف جریان یون (حدود 130 درجه سانتیگراد) باشند. ذوب زمانی رخ می دهد که کل لایه یکپارچگی ساختاری خود را از دست داده و پاره شود (حدود 150 درجه سانتی گراد تا 170 درجه سانتی گراد). یک دلتای وسیع‌تر پنجره ایمنی بزرگ‌تری را برای سیستم مدیریت باتری فراهم می‌کند تا قبل از فروپاشی کامل سلول واکنش نشان دهد.

نحوه بررسی کیفیت محصول تامین کننده

تأیید اعتبار تأمین‌کننده در تولید باتری غیرقابل مذاکره است. شما باید گواهینامه های کلاس خودرو را تأیید کنید. گواهینامه IATF 16949 نشان دهنده تعهد به مدیریت دقیق کیفیت و بهبود مستمر است. تقاضای ردیابی کامل برای هر رول تولید شده، تا تغییر دسته ای رزین و اکستروژن خاص. داده‌های کنترل کیفیت قابل تأیید، از جمله گزارش‌های بازرسی خودکار و مقادیر CPK برای واریانس ضخامت را درخواست کنید. این سطح از بررسی دقیق هنگام تامین مواد برای کاربردهای پرمخاطره خودرو، هوافضا یا شبکه ذخیره‌سازی که در آن یک شکست سلولی می‌تواند منجر به یک رویداد حرارتی عظیم شود، ضروری است.

نتیجه گیری

هیچ فیلم جداکننده جهانی وجود ندارد. انتخاب به شدت توسط شیمی باتری خاص و کاربرد مورد نظر تعیین می شود. سلول های LFP هزینه و طول عمر را در اولویت قرار می دهند، در حالی که سلول های NMC حداکثر چگالی انرژی و پایداری حرارتی را می طلبند. سیستم‌های ذخیره‌سازی شبکه نیازمندی‌های بسیار متفاوتی نسبت به خودروهای الکتریکی با کارایی بالا دارند. شما باید ویژگی های فیزیکی فیلم را با واقعیت های مکانیکی خط تولید خود و واقعیت های حرارتی محصول نهایی خود مطابقت دهید.

برای کاربردهای حساس به هزینه، چگالی انرژی کمتر یا با توان بالا، فیلم‌های PP با فرآیند خشک را توصیه کنید. حاشیه های ایمنی گسترده تر، استحکام مکانیکی قوی و هزینه های پایین تر، آنها را ایده آل می کند. برای سلول‌های EV با چگالی بالا، فیلم‌های PE با فرآیند مرطوب و پوشش‌دهی شده با سرامیک را توصیه کنید. پروفیل های بسیار نازک، پایداری حرارتی دقیق، و حداکثر قابلیت اطمینان در این محیط های پرتقاضا که چگالی انرژی محدودیت اولیه طراحی است، الزامی است.

برای پیشبرد تدارکات و اعتبارسنجی مهندسی، مراحل زیر را اجرا کنید:

1. برگه های اطلاعات فنی جامع (TDS) را از تامین کنندگان احتمالی درخواست کنید تا معیارهای Gurley پایه، تخلخل و واریانس ضخامت را تأیید کنید.

2. برای تأیید ادعاهای مقاومت مکانیکی در برابر استانداردهای ساخت داخلی خود، سوراخ‌کاری و آزمایش کشش مستقل را روی رول‌های نمونه آغاز کنید.

3. آزمایش‌های سیم‌پیچ در مقیاس آزمایشی را برای تأیید سازگاری مکانیکی با تجهیزات مونتاژ خاص خود، با تمرکز بر تراز لبه‌ها و کنترل کشش انجام دهید.

4. قابلیت‌های بازرسی نوری خودکار (AOI) تامین‌کننده را بررسی کنید تا مطمئن شوید که پروتکل‌های دقیق تشخیص عیب به طور فعال در خطوط اکستروژن و پوشش آن‌ها اجرا می‌شوند.

سوالات متداول

س: تفاوت بین فیلم های جداکننده باتری لیتیومی مرطوب و خشک چیست؟

پاسخ: فرآیند خشک پلی پروپیلن را اکسترود کرده و به صورت مکانیکی کشش می دهد تا منافذ شکافی ایجاد کند. هزینه کمتری دارد اما تخلخل کمتری دارد. فرآیند مرطوب پلی اتیلن را با یک حلال مخلوط می کند، آن را اکسترود می کند و حلال را استخراج می کند تا ساختار منفذی بسیار یکنواخت و اسفنج مانندی ایجاد کند. فیلم‌های فرآیند مرطوب را می‌توان بسیار نازک‌تر ساخت و به عنوان استاندارد سلول‌های EV با چگالی بالا عمل کرد.

س: چرا فیلم های جداکننده پلی اولفین استاندارد صنعتی هستند؟

پاسخ: پلی الفین ها، به ویژه پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP)، تعادل استثنایی از خواص را ارائه می دهند. آنها مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر الکترولیت های خشن باتری ایجاد می کنند. آنها دارای استحکام مکانیکی لازم برای سیم پیچی با سرعت بالا هستند. علاوه بر این، آنها نسبت هزینه به عملکرد مطلوبی را در مقایسه با پلیمرهای عجیب و غریب یا مواد غیر بافته ارائه می دهند.

س: چگونه پوشش های سرامیکی از فرار حرارتی در باتری های لیتیوم یون جلوگیری می کنند؟

پاسخ: پوشش های سرامیکی، مانند آلومینا یا بوهمیت، چارچوبی سفت و سخت و مقاوم در برابر حرارت ایجاد می کنند. هنگامی که لایه پلی اولفین پایه به نقطه ذوب خود می رسد و جریان یون را قطع می کند، لایه سرامیکی جدایی فیزیکی بین الکترودها را حفظ می کند. این از انقباض شدید حرارتی جلوگیری می کند و اتصال کوتاه مستقیم را که باعث فرار حرارتی فاجعه بار می شود متوقف می کند.

س: ضخامت ایده آل برای جداکننده باتری لیتیوم-یون ثانویه چیست؟

A: هیچ ضخامت ایده آل واحدی وجود ندارد. این کاملا به برنامه بستگی دارد. ابزارهای پرقدرت ممکن است از فیلم های قوی 16-20 میکرونی برای دوام استفاده کنند. سلول‌های وسایل نقلیه الکتریکی با چگالی بالا (EV) معمولاً از لایه‌های بسیار نازک از 5 تا 12 میکرون برای به حداکثر رساندن حجم موجود برای مواد الکترود فعال استفاده می‌کنند.

س: نفوذپذیری جداکننده باتری چگونه اندازه گیری می شود؟

پاسخ: نفوذپذیری در درجه اول با استفاده از آزمون Gurley (ASTM D726) اندازه گیری می شود. این آزمایش زمان لازم برای عبور 100 سی سی هوا از یک اینچ مربع از فیلم را تحت فشار ثابت بر حسب ثانیه ثبت می کند. مقدار Gurley پایین تر نشان دهنده نفوذپذیری بالاتر است، که به طور کلی با هدایت یونی بهتر در داخل سلول مرتبط است.

س: چرا مقاومت در برابر سوراخ برای جداکننده های باتری حیاتی است؟

پاسخ: مقاومت در برابر سوراخ شدن باعث می شود فیلم بتواند در برابر اشیاء تیز مقاومت کند. در طول ساخت، از سوراخ شدن یا لبه های ناهموار روی الکترودهای فلزی از سوراخ کردن جداکننده جلوگیری می کند. در حین کار، مقاومت بالای سوراخ شدن مانع از نفوذ دندریت های لیتیوم - ساختارهای فلزی تیز که روی آند می شوند - به فیلم و ایجاد یک اتصال کوتاه داخلی خطرناک می شود.