陶瓷涂层隔膜对锂离子电池安全性能影响分析

陶瓷涂层隔膜对锂离子电池安全性能影响分析
摘要:陶瓷涂层隔膜是基于锂电池聚乙烯隔膜之上,衍生的一种新的保护隔膜形式,其会在表面涂抹1-2微米厚度的有机浆液。基于此本文结合实际思考,运用相关数据分析的方式,首先简要分析了陶瓷涂层隔膜对锂离子电池安全性能影响,其次阐述了应用陶瓷涂层隔膜提升锂离子电池安全性能的相关内容,利用陶瓷涂层隔膜,增强锂离子电池的稳定性、安全性,达到增加电池实际容量的目的。
关键词:陶瓷涂层隔膜;锂离子电池;安全性能
引言:随着时代的不断发展,我国经济效益的不断提升,各部门逐渐提高对锂离子电池的重视。但为保证锂离子电池的安全性能,需沿用陶瓷涂层进行覆盖,避免在锂离子应用过程中出现问题,促使此方式成为多数电芯公司更加注重陶瓷涂层隔膜。而在实际操作环节,大批量应用陶瓷涂层隔膜的企业数量还是较少,难以提升锂离子电池的安全性,所以此应用方式仍有待深究,让锂离子电池安全的核心性能难以展现出来。
一、陶瓷涂层隔膜对锂离子电池安全性能影响
陶瓷涂层隔膜的主要用途在于,可让锂离子电池的正极以及负极进行分隔,避免两极由于接触产生短路的问题。通过陶瓷涂层隔膜的应用,展现出电解质离子的具体功能。且在一定程度上,控制电池的内阻结构以及界面结构,增加电池的实际容量,让锂离子电池能够呈现出循环的应用方式,利用陶瓷涂层隔膜来保证锂离子电池的安全性能。
其次,陶瓷涂层隔膜可在一定程度内,决定电池的界面结构以及内阻情况,让其中存在的循环性能、安全性能、电池容量以及充放电密度能够得到重新的规划,促使陶瓷涂层隔膜作为一种特种隔膜存在,运用多层复合隔膜、PE以及PP等材料作为隔膜的主要基体。利用纳米级三氧化二铝材料进行涂覆,保证工作人员可以运用特殊工艺完成后续的处理工作,让基体与之可以进行紧密的粘黏。由此方式,控制好锂离子电池的基本性能,对锂离子电池带来好的影响,促使其中的安全性能以及耐高温性能可以提升,明确陶瓷涂层隔膜对锂离子电池的适应性。
二、应用陶瓷涂层隔膜提升锂离子电池安全性能
为保证锂离子电池的安全性能,可以掌握电池厂在生产电池过程中的生产流程。经相关材料显示,目前韩国多个电池厂内已经开始应用陶瓷涂层隔膜。例如:在韩国SK储能相关业务中
层通过创新的方式 ,在本年度开展第三届锂离子电池的论坛会,其表示陶瓷涂层隔膜是可以进行推广以及普及的,增加陶瓷涂层隔膜的实用性,促使陶瓷涂层隔膜可以应用于更加广泛的范围内。由此方式,则可保证纳米级的陶瓷涂层颗粒能够运用覆盖的方式,应用于锂离子电池中,展现出其一定的耐热收缩性能,适当提升陶瓷涂层隔膜的应用效果,避免在隔膜覆盖过程中导致锂离子电池的短路问题。这样,则可实现对电池面积的控制。
(一)陶瓷涂层隔膜的实验制备
通过陶瓷涂层隔膜的导热性能,避免锂离子电池在运行中出现热失控的问题,规划出具体的热失控点,让其可以在可控范围执行散热计划,将其耐高温度控制在200摄氏度以内。由此方式,执行复合陶瓷涂层隔膜的制备计划,运用聚偏氟乙烯充当胶凝剂,合理配比溶液,将已经配制完毕的氧化铝加入到合成桶内,运用低速搅拌的方式,执行2h的搅拌计划,使其在浆叶、内壁处黏附的颗粒,转移到胶液内,促使工作人员可以运用涂布机,生产出20微米厚度的PE隔膜,却将陶瓷涂层隔膜放置于80摄氏度的真空环境中,通过干燥箱进行烘烤,直至24h完成陶瓷涂层隔膜的制备。这样则可保证陶瓷涂层隔膜可以应用于市场中的高压电锂电池以及动力锂电池中,亦或是通过表面增加一层芳纶的方式,保证锂离子电池可以正常的运行。
(二)实验电池的组装流程
在实验电池的组装过程中,可运用石墨、磷酸铁锂,利用正极材料体系,选取橄榄石型的LiFePO4材料,按照正极配方的操作方式,严格遵循其中的导电性要求,将材料比例控制为80:10:10,简化浆料配制的流程促使,工作人员可以应用铝箔完成集流体的涂覆操作,运用人造石墨作为主要材料,执行后续的负极配方操作,石墨、导电剂、SBR以及CMC的比例按照90:4:4:2的方式进行合浆,利用铜箔的涂布方式,控制其中的正负极,完成后续的烘烤操作,运用分切的方式,保证电池可以顺利地制作,让纯PE隔膜的方式,保证无极陶瓷涂层隔膜能够完成后续的更合理操作,一经组装,即刻焊接并将实验电池配备成1865140型的锂离子电池,由此方式,执行下一步注液计划,开展性能测试
(三)锂离子电池的性能测试
运用电子显微镜观察的方式,掌握陶瓷涂层隔膜的表层特征,运用高温烘烤箱对陶瓷涂层隔膜进行观察,了解其热稳定性。完成上述操作后,可通过电池测试系统,实现对锂离子电池的转化工作,运用对电池的内阻测试,利用热烘烤箱,监测到不同温度情况下的电池内阻变化程度,参与式充放电测试完毕后,锂离子电池的电压范围可以被控制在2V-3.65V以内[1]
(四)实验结果探究
运用显微镜微观形貌的观察方式,可掌握陶瓷涂层隔膜表面的实际分布状况,运用双向拉伸的方式,让隔膜可以呈现出椭圆的形状,使其可以均匀分布于隔膜的表层,了解到涂覆中存在的纳米AI2O3,使其可以全部覆盖于隔膜内,了解空间内颗粒的实际分布状况,促使此部分的空隙中出现Li可以执行脱出以及嵌入,让电解液能够被充分地利用,展现出其中的保液性能以及吸液性能,凸显出陶瓷涂层隔膜对锂电池的充放电性能[2]
其次可实现对耐热性能的分析,根据高温环境下的烘烤方式,控制热收缩率,基于其变化情况,评价陶瓷涂层隔膜的耐热性能,促使试验人员可以运用不同隔膜纵向截取的方式,执行测量、记录操作,选取2h完成后续的烘烤操作,保证烘烤温度可以被控制在130-150摄氏度内。基于陶瓷涂层隔膜的变化程度,明确两种隔膜的纵向以及横向的收缩率,促使陶瓷涂层隔膜更好地用于锂离子电池内,增强其耐热性。
最后,可通过隔膜准备的方式,明确在高温环境下,隔膜分子链的变化程度,将试验温度控制在140摄氏度以内,在完全烘烤的情况下,明确隔膜的颜变化程度。由试验可知其外部形态为发生改变,其纵向收缩率被控制在1.25%,而横向收缩率被控制在2.65%以内,通过
无机涂层在锂离子电池中的应用可以为电池创造出高温耐热的环境,控制好隔膜自身的温度,促使隔膜可以在高温环境下维持原有的形态。再者,利用烘烤箱内温度的调节方式,记录电池内阻的变化情况,利用电池的性能变化,掌握在陶瓷涂层隔膜应用过程中,电池内阻与烘箱温度变化之间的关系。由此可知,当温度在140度以下,覆盖陶瓷涂层隔膜的变化较小,而高于140摄氏度以后,则陶瓷涂层隔膜的耐热性能可以更好的展现出来。
结论:综上所述,陶瓷涂层隔膜作为一种纳米级陶瓷颗粒所组成的隔膜存在,其在电池上进行覆盖,不仅能够保证锂离子电池的强度,更能提升其中的耐热性,避免锂离子电池在应用过程中出现大面积的短路问题。由此方式,则可通过陶瓷热传导的方式,适当降低电池的热失控点,提升电池的整体性能,延长锂离子电池的使用寿命,确保锂离子电池使用的安全性能,让产品的要求可以得到满足。
参考文献:
[1]班宵汉,刘富亮,唐月娇. 干法和湿法陶瓷隔膜对LiCoO_2/C电池性能的影响[J]. 电池,2022,52(02):135-138.
[2]谢玉虎,李凯,陈萌. 高耐热陶瓷隔膜对锂离子电池安全性能的影响[J]. 电源技术,2021,45(06):716-718.

本文发布于:2024-09-24 08:29:56,感谢您对本站的认可!

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