Lithium-Ionen-Batterie-Separator-Prozess -Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung

Wozu dient der Lithium-Ionen-Batterieseparator für Lithium-Ionen-Batterien? Was ist seine Verarbeitungstechnologie? -Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung



Lithium-Ionen-Batterien sind Vertreter moderner Hochleistungsbatterien und bestehen aus vier wichtigen Teilen: positivem Elektrodenmaterial, negativem Elektrodenmaterial, Separator und Elektrolyt. Unter ihnen ist der Separator ein dünner Film mit einer mikroporösen Struktur. Es ist die wichtigste innere Komponente mit den meisten technischen Barrieren in der Industriekette für Lithium-Ionen-Batterien. Es erfüllt die folgenden zwei wichtigen Zwecke in Lithium-Ionen-Batterien: a. Trennen von Lithium-Ionen-Batterien. Achten Sie bei den positiven und negativen Elektroden auf den Kontakt zwischen den positiven und negativen Elektroden, um einen Kurzschluss zu bilden. b. Die Mikroporen in der Folie können Lithium-Ionen passieren lassen und einen Lade- und Entladekreislauf bilden.

Die Verarbeitungstechnologie von Lithium-Ionen-Batterieseparatoren ist komplex und die technischen Hürden sind hoch

Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien erfordern Separatoren mit gleichmäßiger Dicke und hervorragenden mechanischen Eigenschaften (einschließlich Zugfestigkeit und Durchstoßfestigkeit), Atmungsaktivität sowie physikalischen und chemischen Eigenschaften (einschließlich Benetzbarkeit, chemischer Stabilität, thermischer Stabilität und Sicherheit).

Es versteht sich, dass sich die Qualität des Abscheiders direkt auf die Kapazität, die Zykluskapazität, die Sicherheitsleistung und andere Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien auswirkt. Hervorragende Separatoren spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Gesamtleistung der Batterie.

Die vielen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterieseparatoren und die Schwierigkeit, ihre Leistungsindikatoren auszubalancieren, führen dazu, dass die Verarbeitungstechnologie hoch ist und Forschung und Entwicklung schwierig sind. Die Separator-Verarbeitungstechnologie umfasst die Rohmaterialformel und die schnelle Anpassung der Rezeptur, die Mikroporenvorbereitungstechnologie, die unabhängige Entwicklung kompletter Ausrüstungssätze und viele andere Prozesse. Unter ihnen ist die Mikroporenvorbereitungstechnologie der Kern des Vorbereitungsprozesses für Lithium-Ionen-Batterieseparatoren. Basierend auf dem unterschiedlichen Mechanismus der Mikroporenbildung kann der Separatorprozess in zwei Arten unterteilt werden: Trockenmethode und Nassmethode.

Trockenabscheider werden je nach Streckrichtung in einfach- und doppelstreckend unterteilt.

Das Trockenabscheiderverfahren ist die am häufigsten verwendete Methode im Abscheideraufbereitungsprozess. Bei diesem Verfahren werden hochmolekulare Polymere, Additive und andere Rohstoffe zu einer gleichmäßigen Schmelze vermischt. Bei der Extrusion wird unter Zugspannung eine lamellare Struktur gebildet, die thermisch aufgelöst wird. Die Struktur erhält einen harten, elastischen Polymerfilm, der dann bei einer bestimmten Temperatur gedehnt wird, um schlitzartige Mikroporen zu bilden, und der mikroporöse Film wird nach dem Abbinden durch Hitze erhalten. Zu den Trockenverfahren gehören derzeit vor allem das trockene einachsige Recken und das biaxiale Strecken.

Trockener Einzelzug

Beim trockenen Einzelziehen werden Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) Polymere mit guter Fließfähigkeit und niedrigem Molekulargewicht verwendet. Es nutzt das Herstellungsprinzip hartelastischer Fasern, um zunächst Polyolefin-Gussplatten mit hoher Orientierung und geringer Kristallinität herzustellen. Nachdem das Tieftemperaturrecken Mikrodefekte wie Silberstreifen gebildet hat, werden die Defekte durch Hochtemperaturglühen auseinandergezogen, wodurch ein mikroporöser Film mit gleichmäßiger Porengröße und einachsiger Ausrichtung erhalten wird.

Der Prozessablauf des trockenen Einzelziehens ist:

1) Zuführung: Nach der Vorverarbeitung von Rohstoffen wie PE oder PP und Additiven nach Rezeptur werden diese zur Extrusionsanlage transportiert.

2) Gießen: Die vorgelösten Rohstoffe werden in der Extrusionsanlage geschmolzen und plastifiziert und dann wird die Schmelze aus der Matrize extrudiert. Die Schmelze bildet nach dem Gießen einen Basisfilm mit einer spezifischen Kristallstruktur.

3) Wärmebehandlung: Die Basisfolie wird wärmebehandelt, um einen harten, elastischen Film zu erhalten.

4) Dehnung: Die harte elastische Folie wird kalt gedehnt und heiß gedehnt, um einen nanoporösen Film zu bilden.

5) Schneiden: Schneiden Sie die nanomikroporöse Membran nach Kundenspezifikation in fertige Membranen.

Lithium-Ionen-Batterie-Separator-Verarbeitungstechnologie

Trockenes Einzelziehverfahren

Trockener Doppelzug

Es versteht sich, dass das trockene Doppelziehverfahren ein Verfahren mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten ist, das vom Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt wurde und auch ein einzigartiges Verfahren zur Herstellung von Separatoren in meinem Land ist. Da es sich bei der Betakristallform von PP um ein hexagonales Kristallsystem handelt, sind die Wafer bei der Einkristallkeimbildung locker angeordnet und haben eine Lamellenstruktur, die in radialer Richtung in divergente Bündel wächst und keine vollständige Sphärolithstruktur aufweist. Es eignet sich für thermische und Belastungsanwendungen. Es verwandelt sich in einen dichteren und stabileren Alphakristall, und nachdem es eine große Menge an Aufprallenergie absorbiert hat, bilden sich Löcher im Inneren des Materials. Bei diesem Verfahren wird PP ein Beta-Kristallmodifikator mit Keimbildungszwecken hinzugefügt und der Dichteunterschied zwischen den verschiedenen Phasen von PP genutzt, um die Kristallumwandlung zur Bildung von Mikroporen während des Streckprozesses zu bewirken. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)

Der Prozessablauf des Trocken-Doppelziehens ist:

1) Zuführung: Rohstoffe wie PP und Porenbildner werden nach Rezeptur vorbehandelt und anschließend zur Extrusionsanlage transportiert.

2) Bandguss: Erhalten Sie PP-Bandgussplatten mit hohem Betakristallgehalt und guter Gleichmäßigkeit der Betakristallmorphologie.

3) Längsdehnung: Das gegossene Blech wird bei einer bestimmten Temperatur in Längsrichtung gestreckt, und die Eigenschaft des Betakristalls, unter Zugspannung leicht Löcher zu bilden, wird genutzt, um Poren zu verursachen.

4) Querstreckung: Die Probe wird bei einer höheren Temperatur quer gestreckt, um die Poren zu erweitern und gleichzeitig die Gleichmäßigkeit der Porengrößenverteilung zu verbessern.

5) Formgebung und Wicklung: Durch die Wärmebehandlung des Abscheiders bei hoher Temperatur wird seine thermische Schrumpfrate reduziert und die Dimensionsstabilität verbessert.

Ist der Nassabscheider entsprechend der Reckrichtung gleichzeitig in asynchron und synchron unterteilt?

Das Nassverfahren nutzt das Prinzip der thermisch induzierten Phasentrennung, um Weichmacher (hochsiedende Kohlenwasserstoffflüssigkeiten oder einige Substanzen mit relativ niedrigem Molekulargewicht) mit Polyolefinharzen zu mischen, und nutzt die Fest-Flüssig-Phase bzw. das Auftreten von Fest-Flüssig-Phasen während des Abkühlprozesses der Schmelze. Das Phänomen der Flüssig-Flüssig-Phasentrennung besteht darin, die Folie zu pressen, sie auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt zu erhitzen und sie dann zu dehnen, um die Ausrichtung der Molekülkette konsistent zu machen. Nachdem Sie es für eine bestimmte Zeit warm gehalten haben, verwenden Sie ein flüchtiges Lösungsmittel (wie Methylenchlorid und Trichlorethylen), um den Weichmacher aus der Folie zu entfernen.

Das Nassverfahren eignet sich für die Verarbeitung von dünnen einschichtigen PE-Separatoren. Es handelt sich um ein Herstellungsverfahren mit besserer Dickengleichmäßigkeit und besseren physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften von Separatorprodukten. Je nachdem, ob die Orientierungen während des Reckens simultan sind, kann das Nassverfahren auch in zwei Arten unterteilt werden: das nasse bidirektionale asynchrone Reckverfahren und das bidirektionale synchrone Reckverfahren.

Der Ablauf des nassen asynchronen Reckprozesses ist:

1) Zuführung: PE, Porenbildner und andere Rohstoffe nach Rezeptur vorverarbeiten und zur Extrusionsanlage transportieren.

2) Gießen: Die vorgelösten Rohstoffe werden in einem Doppelschnecken-Extrusionssystem geschmolzen und plastifiziert und dann wird die Schmelze aus der Matrize extrudiert. Nach dem Gießen bildet die Schmelze eine gegossene dicke Platte, die ein porenbildendes Mittel enthält.

3) Längsstreckung: Längsdehnung des gegossenen dicken Blechs.

4) Querstreckung: Das gegossene dicke Blech wird nach dem Längsrecken quer gestreckt, um einen Grundfilm zu erhalten, der ein porenbildendes Mittel enthält.

5) Extraktion: Der Basisfilm wird mit einem Lösungsmittel extrahiert, um einen Basisfilm ohne porenbildende Mittel zu bilden.

6) Formgebung: Trocknen und formen Sie die Basisfolie ohne porenbildende Mittel, um eine nanoporöse Membran zu erhalten.

7) Schneiden: Schneiden Sie die nanomikroporöse Membran nach Kundenspezifikation in fertige Membranen.

Der Prozessablauf der Nass-Synchron-Recktechnik ist im Wesentlichen der der asynchronen Recktechnik, mit dem Unterschied, dass sie während des Reckens gleichzeitig in Quer- und Längsrichtung ausgerichtet werden kann, wodurch ein separater Längsreckprozess entfällt und die Gleichmäßigkeit der Separatordicke erhöht wird. Die Probleme beim synchronen Strecken sind jedoch zum einen die langsame Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zum anderen die etwas schlechte Einstellbarkeit. Nur das Querdehnungsverhältnis ist einstellbar, während das Längsdehnungsverhältnis fest eingestellt ist.

Die Leistung von Membranprodukten wird durch das Grundmaterial und den Herstellungsprozess beeinflusst. Die Stabilität, Konsistenz und Sicherheit des Separators haben einen entscheidenden Einfluss auf die Entladerate, die Energiedichte, die Lebensdauer und die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien. Im Vergleich zu Trockenabscheidern weisen Nassabscheider bessere Materialeigenschaften in Bezug auf Dickengleichmäßigkeit, mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit), Luftdurchlässigkeit sowie physikalische und chemische Eigenschaften (Benetzbarkeit, chemische Stabilität, Sicherheit) auf. Es ist ausgezeichnet und fördert die Aufnahme und Retention von Elektrolyt und verbessert die Lade-, Entlade- und Zyklenfähigkeit der Batterie. Es ist für Batterien mit hoher Kapazität geeignet. Aus Sicht der Produktfestigkeit ist die Gesamtleistung von Nassabscheidern stärker als die von Trockenabscheidern.

Auch Nassprozess-Separatoren haben Schwächen. Neben der schlechten thermischen Stabilität aufgrund von Einschränkungen im Grundmaterial sind die meisten von ihnen produktfremde Faktoren. So wird beispielsweise eine große Menge an Lösungsmittel benötigt, was leicht zu Umweltbelastungen führen kann. Im Vergleich zum Trockenverfahren ist die Ausrüstung komplex und die Investition groß. , langer Zyklus, hohe Kosten, hoher Energieverbrauch, schwierige Verarbeitung, geringe Verarbeitungseffizienz usw. Bei Nassabscheidern kann die Zwei-Wege-Synchronrecktechnologie gleichzeitig in Quer- und Längsrichtung ausgerichtet werden, wodurch ein separater Längsstreckprozess entfällt und die Gleichmäßigkeit der Separatordicke erhöht wird. Das Produkt hat eine hohe Transparenz, keine Kratzer und hervorragende optische Eigenschaften. Er verfügt über hervorragende Oberflächeneigenschaften und ist der Separator mit der besten Gesamtleistung. Er nimmt eine wichtige Position auf dem High-End-Separatorenmarkt ein und ist derzeit auch der leistungsstärkste Lithium-Ionen-Batterieseparator auf dem Markt.

Aramidbeschichteter Separator

Als Hochleistungsfaser hat Aramidfaser eine Hitzebeständigkeit, die hohen Temperaturen über 400 °C standhält, und eine hervorragende Feuerhemmung, die das Schmelzen von Stoffen bei Hitzeeinwirkung wirksam verhindern kann. Bei der Beschichtung handelt es sich um eine Verbundlösung aus hochhitzebeständigem Aramidharz. Einerseits kann es die Hitzebeständigkeit des Separators erheblich verbessern und eine umfassende Kombination aus geschlossenzelligen Eigenschaften und Hitzebeständigkeit erreichen;

Auf der anderen Seite hat der Separator aufgrund der hohen Affinität von Aramidharz zum Elektrolyten eine gute Fähigkeit, Flüssigkeit zu benetzen, zu absorbieren und zurückzuhalten, und diese hervorragende hohe Benetzbarkeit kann die Lebensdauer der Batterie verlängern. Darüber hinaus können Aramidharz plus Füllstoffe die Oxidationsbeständigkeit des Separators verbessern und dadurch ein hohes Potenzial erreichen und damit die Energiedichte erhöhen.
") }))

Einsteigen in Tohch


Weiterempfehlen Lesen

Kontaktieren Sie uns

24 Stunden Online-Service