Điều gì giúp pin lithium-ion không bị đoản mạch? Câu trả lời thường là siêu mỏng màng phân tách giúp giữ các điện cực tách biệt trong khi cho phép các ion chảy qua.

Khi pin trở nên giàu năng lượng hơn, màng phân cách phải mỏng hơn mà không làm giảm độ bền, độ ổn định nhiệt hoặc độ an toàn.

Hướng dẫn này giải thích các quy trình ướt và khô, công nghệ phủ, độ xốp và độ bền cơ học để giúp bạn chọn màng ngăn cách pin phù hợp.

Bài học chính

• Phương pháp sản xuất quyết định hiệu suất: Việc lựa chọn giữa quá trình khô (đùn nóng chảy) và ướt (đảo ngược pha) về cơ bản làm thay đổi cấu trúc lỗ rỗng, độ bền cơ học và độ ổn định nhiệt của màng tách polyolefin cơ bản.

• Lớp phủ là không thể thay đổi đối với tế bào mật độ cao: Lớp phủ gốm và polyme ngày càng trở nên bắt buộc để giảm thiểu co ngót do nhiệt và cải thiện khả năng chống đâm thủng trong các ứng dụng EV hiện đại và công suất cao.

• Đánh đổi giữa độ dày và an toàn: Giảm độ dày màng làm tăng mật độ năng lượng và giảm điện trở trong nhưng làm tăng theo cấp số nhân nguy cơ lỗi sản xuất và chập mạch đuôi gai.

• Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt là điều cần thiết: Độ xốp nhất quán, độ dày đồng đều, tuyên bố chất lượng có thể kiểm chứng và nhiệt độ tắt nhiệt có thể dự đoán được là những chỉ số chính của nhà cung cấp màng phân tách đáng tin cậy.

Bộ tách pin làm gì bên trong tế bào lithium-Ion

Một thiết bị phân tách khả thi phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản nghiêm ngặt trước khi nó đến được máy cuộn. Nếu một bộ phim không đáp ứng được dù chỉ một trong những tiêu chí này thì toàn bộ ô sẽ trở thành mối nguy hiểm về an toàn. Chúng tôi đánh giá màng cơ sở dựa trên bốn trụ cột chức năng chính.

1. Cách điện điện tử: Màng phải chặn hoàn toàn dòng điện tử giữa cực dương và cực âm. Bất kỳ sự rò rỉ điện tử nào cũng gây ra hiện tượng tự phóng điện và đốt nóng cục bộ.

2. Độ dẫn ion: Vật liệu phải cho phép các ion lithium di chuyển tự do trong chu kỳ sạc và xả. Điện trở ion cao trực tiếp hạn chế công suất đầu ra và khả năng sạc nhanh của tế bào.

3. Kháng hóa chất: Nền polyme phải tồn tại khi tiếp xúc lâu dài với chất điện phân lỏng có tính phản ứng cao, bao gồm các dung môi cacbonat mạnh như ethylene cacbonat (EC) và dimethyl cacbonat (DMC) mà không bị phân hủy trong vòng đời mười năm.

4. Độ bền cơ học: Vật liệu phải chịu được cuộn dây, xếp chồng và cán có độ căng cao trong quá trình lắp ráp tế bào. Nó không thể bị giãn, rách hoặc biến dạng dưới áp lực cơ học của dây chuyền sản xuất tự động.

Ngăn chặn đoản mạch và thoát nhiệt

Bộ phân tách vật lý cách ly cực dương và cực âm. Chúng ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp gây ra hiện tượng đoản mạch ngay lập tức. Ngoài sự phân tách vật lý cơ bản, chúng tôi còn dựa vào cơ chế tắt máy tích hợp để đảm bảo an toàn về nhiệt. Khi nhiệt độ bên trong tế bào tăng lên một cách nguy hiểm do sạc quá mức hoặc lạm dụng bên ngoài, cấu trúc polymer sẽ phản ứng. Các lỗ chân lông đóng lại ở nhiệt độ cụ thể, thường là khoảng 130°C đối với polyetylen và 165°C đối với polypropylen. Sự biến đổi vật lý này làm tan chảy polyme vừa đủ để làm sụp đổ các vi lỗ, ngăn chặn hoàn toàn dòng ion. Nó dừng phản ứng điện hóa trước khi tế bào đạt đến ngưỡng tới hạn dẫn đến sự thoát nhiệt thảm khốc.

Máy phân tách để các ion lithium di chuyển như thế nào

Cấu trúc bên trong của màng quyết định hiệu suất điện hóa của nó. Nó đòi hỏi một cấu trúc lỗ chân lông rất quanh co. Con đường quanh co phức tạp này cho phép các ion lithium di chuyển hiệu quả khi lơ lửng trong chất điện phân lỏng. Đồng thời, sự quanh co này cản trở sự phát triển của sợi nhánh lithium. Sợi nhánh là các vi cấu trúc kim loại cứng, hình thành trên cực dương than chì trong quá trình sạc nhanh hoặc hoạt động ở nhiệt độ thấp. Chúng có thể xuyên qua màng mỏng và gây ra hiện tượng chập mạch nghiêm trọng bên trong. Cấu trúc lỗ rỗng được thiết kế tốt, có độ uốn lượn cao buộc các sợi nhánh phải di chuyển trong một mê cung cực nhỏ, làm chậm đáng kể sự xâm nhập của chúng và kéo dài tuổi thọ hoạt động an toàn của pin.

Độ ẩm và khả năng giữ nước của chất điện phân

Thiết bị phân tách phải hấp thụ nhanh chất điện phân lỏng trong giai đoạn chiết rót của quá trình sản xuất. Làm ướt nhanh giúp tăng tốc quá trình sản xuất và đảm bảo phân phối chất điện phân đồng đều. Nó cũng phải giữ lại chất lỏng này qua hàng nghìn chu kỳ sạc. Khả năng lưu giữ cao duy trì sức đề kháng bên trong thấp. Các điểm khô bên trong tế bào gây ra sự phân bố dòng điện không đều. Điều này dẫn đến việc mạ lithium cục bộ, suy giảm công suất nhanh chóng và cuối cùng là hỏng pin. Khả năng thấm ướt vượt trội hỗ trợ vòng đời lâu dài và đảm bảo tế bào cung cấp công suất định mức một cách nhất quán.

Phương pháp sản xuất chính cho máy tách pin

Vật liệu polyolefin vẫn là tiêu chuẩn công nghiệp không thể tranh cãi cho màng nền. Polyethylene (PE) và Polypropylene (PP) thống trị thị trường vì chúng mang lại sự ổn định hóa học tuyệt vời trước các dung môi cacbonat khắc nghiệt. Chúng cũng mang lại tỷ lệ chi phí trên hiệu suất rất thuận lợi so với các vật liệu không dệt ngoại lai. Các nhà sản xuất sử dụng hai phương pháp sản xuất chính để tạo ra cấu trúc vi xốp cần thiết và việc lựa chọn phương pháp này sẽ làm thay đổi căn bản các đặc tính vật lý của màng.

Máy phân tách quá trình khô (đùn nóng chảy)

Quá trình khô dựa vào sự kéo giãn cơ học để tạo ra lỗ chân lông. Đây là một kỹ thuật sản xuất đơn giản, không dung môi, giúp tạo ra những màng dày hơn, chắc chắn hơn. Các nhà sản xuất ép nhựa polyme thành một màng tiền chất mỏng. Họ ủ màng ở nhiệt độ cao để tăng cường và sắp xếp cấu trúc tinh thể. Cuối cùng, họ kéo màng một chiều (theo hướng máy) hoặc hai chiều. Sự kéo căng cơ học này kéo các tinh thể dạng phiến ra xa nhau, tạo thành các vi lỗ dạng khe. Hỗn hợp nhiều lớp PP hoặc PP/PE/PP là phổ biến trong quy trình này.

• Ưu điểm: Phương pháp này mang lại chi phí sản xuất thấp hơn vì yêu cầu ít bước xử lý hơn. Không cần hệ thống thu hồi dung môi, giảm tác động tới môi trường. Màng PP có điểm nóng chảy cao hơn, cải thiện độ ổn định ở nhiệt độ cao và nâng cao ngưỡng nóng chảy.

• Nhược điểm: Quá trình này mang lại độ xốp tổng thể thấp hơn so với phương pháp ướt. Nó tạo ra sự chênh lệch kích thước lỗ rỗng lớn hơn, có thể dẫn đến mật độ dòng điện không đồng đều. Các nhà sản xuất thường giới hạn quy trình này ở những màng dày hơn, thường trên 12 micron, khiến nó không phù hợp với các ứng dụng có mật độ năng lượng cao nhất.

Máy phân tách quá trình ướt (đảo ngược pha)

Quá trình ướt sử dụng phương pháp tách pha cảm ứng nhiệt (TIPS). Đó là một quá trình phức tạp, chuyên sâu về mặt hóa học để tạo ra các màng siêu mỏng, có độ đồng đều cao. Các nhà sản xuất trộn nhựa PE với chất lỏng hydrocarbon, chẳng hạn như dầu parafin, ở nhiệt độ cao. Họ đùn hỗn hợp đã được làm nóng này thành một lớp màng giống như gel. Họ kéo màng theo hai chiều để định hướng chuỗi polyme. Cuối cùng, họ chiết xuất dung môi hydrocarbon bằng các hóa chất dễ bay hơi như methylene chloride. Loại bỏ dầu để lại một cấu trúc vi xốp giống như bọt biển có tính liên kết cao.

• Ưu điểm: Điều này mang lại sự phân bố lỗ chân lông đồng đều cao, đảm bảo dòng ion ổn định trên toàn bộ bề mặt điện cực. Nó cung cấp độ bền kéo cao hơn theo cả hướng máy và hướng ngang. Nó có khả năng tạo ra các biên dạng siêu mỏng tới 5 micron, tối đa hóa không gian có sẵn cho các vật liệu hoạt tính.

• Nhược điểm: Quy trình ướt liên quan đến độ phức tạp sản xuất cao hơn và chi phí vốn lớn cho thiết bị chiết xuất. Chi phí quản lý môi trường và dung môi là đáng kể. Nhiệt độ nóng chảy cơ bản thấp hơn của PE đòi hỏi phải quản lý nhiệt cẩn thận và hầu như luôn cần lớp phủ gốm để đảm bảo an toàn.

Lịch và kéo dài thực tế

Quá trình xử lý cơ học sau ép đùn tác động lớn đến sản phẩm cuối cùng. Quá trình cán ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể và đảm bảo tính đồng nhất về độ dày nghiêm ngặt trên toàn bộ màng. Các thông số kéo dài xác định độ bền kéo cuối cùng. Độ co theo hướng ngang (TD) là kết quả trực tiếp của việc màng bị kéo căng theo chiều ngang trong quá trình sản xuất. Sự kéo dãn được kiểm soát kém sẽ để lại ứng suất dư trong nền polyme. Khi tế bào nóng lên trong quá trình hoạt động, ứng suất này sẽ giải phóng, dẫn đến sự co rút nghiêm trọng có thể làm lộ các cạnh của điện cực và gây ra hiện tượng đoản mạch nghiêm trọng.

Giải pháp phủ để cải thiện sự an toàn của máy phân tách

Màng polyolefin cơ bản gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu cực kỳ an toàn của pin công suất cao hiện đại. Khi mật độ năng lượng tăng cao hơn, nguy cơ thoát nhiệt cũng tăng theo tỷ lệ. Lớp phủ thu hẹp khoảng cách hiệu suất này. Khi đánh giá Phim tách pin lithium , các kỹ sư phải chỉ định kiến ​​trúc lớp phủ chính xác cần thiết cho ứng dụng của họ. Phim trần hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng ô tô hoặc quy mô lưới điện hiện đại.

Phim tách pin tráng gốm

Các nhà sản xuất phủ các hạt gốm vô cơ lên ​​một hoặc cả hai mặt của màng nền bằng chất kết dính chuyên dụng. Alumina (Al2O3) và boehmite là những vật liệu phổ biến nhất do tính ổn định nhiệt và hiệu quả chi phí. Những lớp phủ này mang lại sự cải thiện mạnh mẽ về độ an toàn của tế bào. Chúng làm giảm độ co nhiệt xuống gần bằng 0 ở nhiệt độ cao trên 150°C. Ngay cả khi màng PE bên dưới tan chảy, lớp gốm vẫn duy trì sự phân tách vật lý giữa các điện cực. Hơn nữa, tính chất ưa nước của gốm giúp cải thiện khả năng thấm ướt của chất điện phân, đẩy nhanh quá trình làm đầy. Điều quan trọng là lớp gốm cứng giúp tăng cường khả năng chống đâm thủng chống lại các sợi nhánh lithium sắc nhọn và các mảnh vụn sản xuất.

Lớp phủ polyme và composite

Lớp phủ hữu cơ mang lại những lợi ích chức năng khác biệt ngoài khả năng chịu nhiệt thuần túy. Lớp phủ polyvinylidene fluoride (PVDF) và aramid được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế pin cao cấp. PVDF cải thiện độ bám dính giữa thiết bị phân tách và các điện cực trong giai đoạn lắp ráp ép nóng. Điều này tạo ra cuộn tế bào chặt hơn, giảm điện trở trong và ngăn chặn sự dịch chuyển điện cực trong quá trình rung. Lớp phủ Aramid mang lại độ ổn định điện áp cao vượt trội, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các tế bào thế hệ tiếp theo hoạt động trên 4,3 volt. Lớp phủ composite, trộn các hạt gốm với chất kết dính polyme, mang đến sự kết hợp tối ưu giữa độ ổn định nhiệt, khả năng chống đâm thủng và độ bám dính điện cực.

Phương pháp ứng dụng lớp phủ

Phương pháp thi công quyết định chất lượng và độ đồng nhất của lớp phủ. Khuôn dạng rãnh, ống đồng và lớp phủ nhúng là những kỹ thuật tiêu chuẩn trên sàn sản xuất. Lớp phủ dạng rãnh cung cấp khả năng kiểm soát độ dày chính xác, cho phép nhà sản xuất áp dụng các lớp mỏng tới 2 micron với độ sai lệch tối thiểu. Lớp phủ ống đồng cho phép ứng dụng tốc độ cao nhưng yêu cầu bảo trì tỉ mỉ các con lăn khắc. Độ chính xác của ứng dụng ảnh hưởng trực tiếp đến tính đồng nhất của lớp phủ. Kiểm soát kém dẫn đến độ dày không đồng đều hoặc tắc nghẽn lỗ chân lông. Các lỗ chân lông bị chặn hạn chế dòng ion, tăng điện trở trong, gây ra lớp mạ lithium cục bộ và làm suy giảm nghiêm trọng hiệu suất của tế bào.

Tác động đến khả năng mở rộng và tích hợp sản xuất

Dải phân cách được phủ cặn đặt ra những thách thức sản xuất đặc biệt mà các nhóm mua sắm thường bỏ qua. Rơi vỡ trong quá trình vận chuyển và xử lý là một rủi ro lớn. Các hạt gốm lỏng lẻo làm ô nhiễm môi trường phòng sạch và có thể gây ra chập điện cực nhỏ nếu chúng bám vào vật liệu hoạt động. Lớp phủ cũng tác động đến quá trình cán tổng thể và xử lý lưới. Ma sát và độ cứng tăng thêm của màng phủ có thể làm giảm tốc độ cuộn dây tế bào và yêu cầu hệ thống kiểm soát lực căng chuyên dụng. Các kỹ sư phải cân bằng lợi ích an toàn của lớp phủ tiên tiến với thực tế của dây chuyền lắp ráp này để duy trì năng suất sản xuất cao.

Tiêu chuẩn kiểm tra kỹ thuật để lựa chọn vật liệu

Các nhóm mua sắm không thể dựa vào các bảng thông số tiếp thị cơ bản. Đánh giá kỹ thuật nghiêm ngặt là cần thiết để đảm bảo hiệu suất và an toàn của tế bào. Bạn phải phân tích các số liệu vật lý, cơ học và nhiệt cụ thể bằng cách sử dụng các giao thức thử nghiệm được tiêu chuẩn hóa trước khi phê duyệt nhà cung cấp để sản xuất hàng loạt.

Độ xốp, độ thấm và giá trị Gurley

Độ xốp đo thể tích khoảng trống trong màng, thường dao động từ 35% đến 50%. Quá thấp, tế bào sẽ phải chịu sức cản bên trong cao. Quá cao, màng sẽ mất tính toàn vẹn về mặt cơ học. Tính thấm quyết định mức độ dễ dàng của các ion đi qua các khoảng trống đó. Chúng tôi đo lường điều này bằng giá trị Gurley (ASTM D726). Giây Gurley biểu thị thời gian cần thiết để 100cc không khí đi qua một inch vuông của màng dưới áp suất không đổi. Giây Gurley thấp hơn cho thấy độ thấm cao hơn. Số MacMullin hoạt động như một thấu kính đo độ dẫn ion. Nó so sánh điện trở của thiết bị phân tách ngâm chất điện phân với chính chất điện phân số lượng lớn. Số MacMullin thấp hơn cho thấy cấu trúc lỗ chân lông hiệu quả hơn.

Độ bền cơ học (Độ bền kéo và khả năng chống đâm thủng)

Độ bền cơ học ngăn ngừa những thất bại thảm khốc trong sản xuất. Kiểm tra cả độ bền kéo theo Hướng máy (MD) và Hướng ngang (TD) bằng tiêu chuẩn ASTM D882. Độ bền kéo cao giúp màng không bị đứt dưới sức căng cuộn dây tốc độ cao, có thể vượt quá vài kg lực. Khả năng chống đâm thủng là thước đo an toàn chính để ngăn ngừa đoản mạch bên trong. Nó được đo bằng lực cần thiết để một cây kim tiêu chuẩn xuyên qua màng (ASTM F1306). Khả năng chống đâm thủng cao giúp tránh hiện tượng chập mạch trong dây chuyền lắp ráp khỏi các vệt trên bộ thu dòng lá kim loại. Nó cũng ngăn chặn sự xâm nhập dendrite tại hiện trường trong suốt thời gian hoạt động của pin.

Nhiệt độ co ngót và tắt máy

Độ ổn định nhiệt xác định giới hạn an toàn của tế bào trong trường hợp lạm dụng. Bạn phải yêu cầu ngưỡng chấp nhận được của ngành để ổn định kích thước ở nhiệt độ cao. Phim chất lượng cao có độ co dưới 5% ở 105°C trong một giờ ở cả MD và TD. Đồng bằng quan trọng giữa nhiệt độ tắt máy và nhiệt độ tan chảy có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Quá trình tắt máy xảy ra khi các lỗ chân lông đóng lại để ngăn dòng ion (khoảng 130°C). Sự tan chảy xảy ra khi toàn bộ màng mất đi tính toàn vẹn về cấu trúc và bị vỡ (khoảng 150°C đến 170°C). Vùng đồng bằng rộng hơn cung cấp cửa sổ an toàn lớn hơn để hệ thống quản lý pin phản ứng trước khi toàn bộ pin bị sập.

Cách kiểm tra chất lượng sản phẩm của nhà cung cấp

Việc xác nhận nhà cung cấp là không thể thương lượng trong sản xuất pin. Bạn phải xác minh các chứng chỉ cấp ô tô. Chứng nhận IATF 16949 thể hiện cam kết quản lý chất lượng nghiêm ngặt và cải tiến liên tục. Yêu cầu truy xuất nguồn gốc đầy đủ cho mỗi cuộn được sản xuất, cho đến từng lô nhựa cụ thể và ca ép đùn. Yêu cầu dữ liệu kiểm soát chất lượng có thể kiểm chứng, bao gồm nhật ký kiểm tra tự động và giá trị CPK về chênh lệch độ dày. Mức độ giám sát kỹ lưỡng này rất cần thiết khi tìm nguồn cung ứng vật liệu cho các ứng dụng ô tô, hàng không vũ trụ hoặc lưu trữ lưới có yêu cầu cao, trong đó một lỗi pin đơn lẻ có thể dẫn đến hiện tượng nhiệt lớn.

Phần kết luận

Không có bộ phim phân cách phổ quát. Sự lựa chọn được quyết định nghiêm ngặt bởi tính chất hóa học cụ thể của pin và ứng dụng dự định. Tế bào LFP ưu tiên chi phí và tuổi thọ, trong khi tế bào NMC yêu cầu mật độ năng lượng tối đa và độ ổn định nhiệt. Hệ thống lưu trữ lưới có những yêu cầu rất khác so với xe điện hiệu suất cao. Bạn phải kết hợp các đặc tính vật lý của màng với đặc tính cơ học của dây chuyền sản xuất và đặc tính nhiệt của sản phẩm cuối cùng.

Đối với các ứng dụng nhạy cảm với chi phí, mật độ năng lượng thấp hơn hoặc công suất cao, nên sử dụng màng PP xử lý khô. Biên độ an toàn rộng hơn, độ bền cơ học mạnh mẽ và chi phí thấp hơn khiến chúng trở nên lý tưởng. Đối với tế bào EV mật độ năng lượng cao, nên sử dụng màng PE phủ gốm, xử lý ướt. Cấu hình siêu mỏng, độ ổn định nhiệt nghiêm ngặt và độ tin cậy tối đa là bắt buộc trong những môi trường đòi hỏi khắt khe này, nơi mật độ năng lượng là hạn chế thiết kế chính.

Để tiếp tục quá trình xác nhận mua sắm và kỹ thuật, hãy thực hiện các bước sau:

1. Yêu cầu bảng dữ liệu kỹ thuật toàn diện (TDS) từ các nhà cung cấp tiềm năng để xác minh các số liệu về độ biến thiên, độ xốp và độ dày cơ bản.

2. Bắt đầu thử nghiệm độ bền kéo và đâm thủng độc lập trên các cuộn mẫu để xác nhận các tuyên bố về độ bền cơ học so với các tiêu chuẩn sản xuất nội bộ của bạn.

3. Tiến hành thử nghiệm cuộn dây ở quy mô thí điểm để xác nhận khả năng tương thích cơ học với thiết bị lắp ráp cụ thể của bạn, tập trung vào việc căn chỉnh cạnh và kiểm soát độ căng.

4. Kiểm tra khả năng kiểm tra quang học tự động (AOI) của nhà cung cấp để đảm bảo các giao thức phát hiện khuyết tật nghiêm ngặt đang hoạt động tích cực trên dây chuyền ép đùn và phủ của họ.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Sự khác biệt giữa màng tách pin lithium ướt và khô là gì?

Trả lời: Quá trình khô ép đùn và kéo căng polypropylen một cách cơ học để tạo ra các lỗ chân lông dạng khe. Nó chi phí ít hơn nhưng mang lại độ xốp thấp hơn. Quá trình ướt trộn polyetylen với dung môi, ép đùn và chiết dung môi để tạo ra cấu trúc lỗ xốp giống như bọt biển có độ đồng đều cao. Màng xử lý ướt có thể được làm mỏng hơn nhiều và dùng làm tiêu chuẩn cho tế bào EV mật độ cao.

Hỏi: Tại sao màng tách polyolefin lại là tiêu chuẩn công nghiệp?

Trả lời: Polyolefin, cụ thể là polyetylen (PE) và polypropylen (PP), mang lại sự cân bằng đặc biệt về đặc tính. Chúng cung cấp khả năng kháng hóa chất tuyệt vời đối với các chất điện phân khắc nghiệt của pin. Chúng có độ bền cơ học cần thiết để cuộn dây tốc độ cao. Hơn nữa, chúng mang lại tỷ lệ chi phí trên hiệu suất thuận lợi so với các loại polyme hoặc vật liệu không dệt ngoại lai.

Hỏi: Làm thế nào lớp phủ gốm ngăn chặn sự thoát nhiệt trong pin lithium-ion?

Trả lời: Lớp phủ gốm, như alumina hoặc boehmite, mang lại một khung cứng, chịu nhiệt. Khi màng polyolefin cơ bản đạt đến điểm nóng chảy và tắt dòng ion, lớp gốm sẽ duy trì sự phân tách vật lý giữa các điện cực. Điều này ngăn chặn sự co ngót nhiệt lớn và ngăn chặn hiện tượng đoản mạch trực tiếp gây ra hiện tượng thoát nhiệt thảm khốc.

Câu hỏi: Độ dày lý tưởng cho bộ tách pin lithium-ion thứ cấp là bao nhiêu?

A: Không có độ dày lý tưởng duy nhất; nó phụ thuộc hoàn toàn vào ứng dụng. Các công cụ công suất cao có thể sử dụng màng 16-20 micron chắc chắn để đảm bảo độ bền. Các tế bào xe điện (EV) mật độ năng lượng cao hiện đại thường sử dụng các màng siêu mỏng có kích thước từ 5 đến 12 micron để tối đa hóa thể tích có sẵn cho vật liệu điện cực hoạt động.

Hỏi: Độ thấm của bộ tách pin được đo như thế nào?

Trả lời: Độ thấm chủ yếu được đo bằng thử nghiệm Gurley (ASTM D726). Thử nghiệm này ghi lại thời gian tính bằng giây để 100cc không khí đi qua một inch vuông của màng dưới áp suất không đổi. Giá trị Gurley thấp hơn cho thấy độ thấm cao hơn, thường tương quan với độ dẫn ion tốt hơn trong tế bào.

Hỏi: Tại sao khả năng chống đâm thủng lại quan trọng đối với bộ tách pin?

Trả lời: Khả năng chống đâm thủng đảm bảo màng có thể chịu được các vật sắc nhọn. Trong quá trình sản xuất, nó ngăn chặn các vệt hoặc các cạnh thô trên các điện cực kim loại xuyên qua dải phân cách. Trong quá trình vận hành, khả năng chống đâm thủng cao ngăn chặn các sợi nhánh lithium—cấu trúc kim loại sắc nhọn hình thành trên cực dương—xâm nhập vào màng và gây đoản mạch bên trong nguy hiểm.