고성능 배터리:리튬이온 배터리양극재, 음극재, 분리막, 전해액 등 4가지 주요 부분으로 구성된다.그 중 분리막은 내부의 핵심 부품이다.리튬 이온 배터리.전기화학 반응에 직접적으로 참여하지는 않지만 배터리 성능에 중요한 역할을 합니다.이는 배터리의 용량, 사이클 성능, 충방전 전류 밀도에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 배터리의 안전성과 수명과도 관련이 있습니다.배터리.분리막은 이온 전도 채널을 제공하고 전해질 혼합을 방지하며 기계적 지지를 제공함으로써 배터리의 올바른 작동과 성능을 유지합니다. 분리막의 이온 전도성은 배터리의 충방전 속도와 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.이온 전도성이 향상되면 배터리의 전력 밀도가 향상될 수 있습니다.또한, 분리막의 전해액 분리 성능이 배터리의 안전성을 결정한다.양극과 음극 사이의 전해질을 효과적으로 분리하면 단락 및 과열과 같은 안전 문제를 방지할 수 있습니다.분리막 역시 배터리의 팽창과 수축에 대처하고 기계적 손상과 내부 단락을 방지하기 위해 기계적 강도와 유연성이 좋아야 한다.또한, 분리막은 가공 중에도 구조적, 기능적 안정성을 유지해야 합니다.배터리 수명분리막은 배터리의 전기화학적 반응에 직접적으로 참여하지는 않지만 배터리 용량, 사이클 성능, 충방전 속도, 안전성, 수명 등 주요 특성에 중요한 영향을 미칩니다. .따라서 분리막의 개발 및 최적화는 리튬이온 배터리의 개발 및 응용에 있어 매우 중요한 의미를 갖습니다.
1. 분리막의 중요한 기능리튬 이온 배터리
분리막은 리튬이온 배터리에서 중요한 역할을 합니다.양극과 음극을 분리하는 물리적 장벽일 뿐만 아니라 다음과 같은 중요한 기능도 가지고 있습니다.1.이온 전달: 분리막은 이온 전달 성능이 좋아야 하며 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 자유롭게 전달할 수 있어야 합니다.동시에, 분리막은 단락 및 자가 방전을 방지하기 위해 전자의 전달을 효과적으로 차단해야 합니다.2.전해질 유지 관리: 분리막은 용매 침투에 대한 저항력이 우수해야 양극과 음극 사이의 균일한 전해질 분포를 효과적으로 유지하고 전해질 손실 및 농도 변화를 방지할 수 있습니다.3.기계적 강도: 분리막은 배터리의 안정성과 안전성을 보장하기 위해 배터리의 압축, 팽창, 진동 등 기계적 응력을 견딜 수 있을 만큼 충분한 기계적 강도를 가져야 합니다.4.열적 안정성: 분리막은 고온 환경에서 구조적 안정성을 유지하고 열폭주 및 열분해를 방지하기 위해 우수한 열적 안정성을 가져야 합니다.5.난연성: 분리막은 난연성이 좋아야 비정상적인 상황에서 배터리의 화재나 폭발을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 위 요구 사항을 충족하기 위해 분리막은 일반적으로 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌과 같은 고분자 재료로 만들어집니다. (PE) 등 또한, 분리막의 두께, 기공률, 기공 크기 등의 변수도 배터리 성능에 영향을 미칩니다.따라서 리튬이온전지의 제조과정에서는 적절한 분리막 재료를 선택하고 분리막의 구조설계를 최적화하는 것이 매우 중요하다.
2. 분리막의 주요 역할리튬 배터리:
리튬 이온 배터리에서 분리막은 핵심적인 역할을 하며 다음과 같은 주요 기능을 갖습니다.1.이온 전도: 분리막을 사용하면 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동할 수 있습니다.분리막은 일반적으로 높은 이온 전도성을 가지므로 배터리 내 리튬 이온의 빠르고 균일한 흐름을 촉진하고 배터리의 효율적인 충전 및 방전을 달성할 수 있습니다.2.배터리 안전: 분리기는 양극과 음극 사이의 직접적인 접촉과 단락을 방지하고 배터리 내부의 과전류 및 과열을 방지하며 배터리 안전을 제공할 수 있습니다.3.전해질 분리: 분리막은 배터리 내 전해질 내의 가스, 불순물 및 기타 물질이 양극과 음극 사이에서 혼합되는 것을 방지하여 불필요한 화학 반응 및 손실을 방지하고 배터리의 안정성과 사이클 수명을 유지합니다.4.기계적 지지대: 분리막은 배터리에서 기계적 지지 역할을 합니다.양극과 음극 및 기타 배터리 구성 요소의 위치를 고정할 수 있습니다.또한 배터리의 팽창과 수축에 적응할 수 있는 어느 정도의 유연성과 확장성을 갖추고 있습니다. 분리막은 리튬 이온 배터리의 이온 전도, 배터리 안전성, 전해질 분리 및 기계적 지지에 중요한 역할을 합니다.배터리의 안정적인 작동과 성능을 보장할 수 있습니다.
3. 리튬이온 배터리 분리막의 종류
리튬 이온 배터리 분리막에는 다양한 유형이 있으며, 일반적인 유형은 다음과 같습니다.1.폴리프로필렌(PP) 분리막: 현재 가장 일반적으로 사용되는 분리막 소재입니다.폴리프로필렌 분리막은 우수한 내화학성, 우수한 열 안정성 및 기계적 강도를 가지며 적당한 이온 선택성과 전도성을 갖습니다.2.폴리이미드(PI) 분리막: 폴리이미드 분리막은 높은 열 안정성과 화학적 안정성을 가지며 고온 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.높은 전압 저항으로 인해 폴리이미드 분리막은 에너지 밀도가 높고 전력 요구 사항이 높은 배터리에 자주 사용됩니다.3.폴리에틸렌(PE) 분리막: 폴리에틸렌 분리막은 이온 전도성이 높고 기계적 강도가 우수하며 슈퍼커패시터, 리튬황 배터리 등 특정 유형의 리튬이온 배터리에 자주 사용됩니다.4.복합 세라믹 다이어프램: 복합 세라믹 다이어프램은 세라믹 섬유 강화 폴리머 기판으로 만들어집니다.기계적 강도와 내열성이 높으며 고온 및 물리적 손상을 견딜 수 있습니다.5.나노기공 분리막: 나노기공 분리기는 나노기공 구조의 우수한 이온 전도성을 활용하는 동시에 우수한 기계적 강도와 화학적 안정성을 충족합니다.고출력 및 장수명이 요구되는 리튬 이온 배터리에 적용될 것으로 예상됩니다. 다양한 재료와 구조의 이러한 분리막은 다양한 배터리 설계 및 성능 요구 사항에 따라 선택하고 최적화할 수 있습니다.
4. 리튬이온 배터리 분리막의 성능 요구사항
리튬 이온 배터리 분리막은 다음과 같은 성능 요구 사항을 충족하는 중요한 구성 요소입니다.1.높은 전해질 전도성: 분리막은 배터리의 효율적인 충전 및 방전을 달성하기 위해 양극과 음극 사이의 이온 전도를 촉진하기 위해 높은 전해질 전도성을 가져야 합니다.2.우수한 이온 선택성: 분리막은 리튬 이온만 전달하고 배터리 내부의 다른 물질이 침투하거나 반응하는 것을 방지하는 이온 선택성이 좋아야 합니다.3.우수한 열적 안정성: 분리막은 열적 안정성이 좋아야 하며, 열 폭주나 전해질 증발 및 기타 문제를 방지하기 위해 고온이나 과충전과 같은 극한 조건에서도 구조적 안정성을 유지할 수 있어야 합니다.4.우수한 기계적 강도 및 유연성: 분리막은 모서리 단락이나 내부 손상 등의 문제를 방지하고 배터리의 팽창 및 수축에 적응하기 위해 높은 기계적 강도와 유연성이 필요합니다.5.우수한 내화학성: 분리막은 우수한 내화학성을 가져야 하며 배터리 내 전해액, 가스 및 불순물로 인해 분리막이 부식되거나 오염되는 것을 방지할 수 있어야 합니다.6.낮은 저항 및 낮은 투자율: 분리막은 배터리 내부의 저항 손실 및 전해질 손실을 줄이기 위해 낮은 저항과 낮은 투자율을 가져야 합니다. 리튬 이온 배터리 분리막의 성능 요구 사항은 높은 전해질 전도성, 우수한 이온 선택성, 우수한 열 안정성, 우수한 기계적 특성입니다. 강도와 유연성, 우수한 내화학성, 낮은 저항성 및 낮은 투과성.이러한 성능 요구 사항은 배터리 안전, 주기 수명 및 에너지 밀도를 보장합니다.
게시 시간: 2023년 9월 15일