סיבות ופתרונות לקמטים מפריד סוללות ליתיום

מפרידי סוללות ליתיום משמשים כמחסום מגן בין האלקטרודות החיוביות והשליליות, מוליכים יונים אך לא אלקטרונים. באופן אידיאלי, לאחר הזרקה והיווצרות, המפריד אמור לשמור על התאמה מושלמת ושטוחה עם האלקטרודה. עם זאת, לעתים קרובות, עם פירוק הסוללה, המפריד נמצא מקומט קשות. (ניתן לראות זאת בבירור דרך קמטים באלקטרודה השלילית.)

להלן נדון בקמטים מפרידים בשלוש נקודות מפתח: הסכנות של קמטים מפרידים, הגורמים לקמטים מפרידים ופתרונות לקמטים מפרידים.

התנגדות פנימית מוגברת: המבנה המיקרו-נקבי של המפריד באזור המקומט מופרע, חוסם את נתיב העברת יוני הליתיום. זה מגביר את ההתנגדות הפנימית ב-15%-30%, ומפחית משמעותית את יעילות הטעינה והפריקה.

דהיית קיבולת:חדירת אלקטרוליטים לא אחידה באזור המקומט מפחיתה את ניצול החומר הפעיל. נתונים ניסויים מסוללת קתודה משולשת הראו קצב דהיית קיבולת של עד 8% לכל 100 מחזורים.

ציפוי ליתיום גורם לקצר חשמלי:קמטים מגבירים את צפיפות הזרם המקומית ואת ההסתברות לצמיחת דנדריט ליתיום על משטח האנודה של הגרפיט, מה שמגביר את הסיכון לקצר חשמלי.

פגמים חומריים:סביר יותר להתרחש קמטים כאשר חספוס פני הסרעפת גדול מ-0.3 מיקרומטר (ערך סטנדרטי Ra 0.1-0.3 מיקרומטר) או חוזק המתיחה נמוך מ-300MPa.

פגמים בתהליך:תנודות מתח פיתול מוגזמות העולה על ±3% עלולות להוביל לאטימות לא אחידה של גליל אלקטרודה (דרישה סטנדרטית ±1%), שיפועי טמפרטורת התנור הגדולים מ-5 מעלות (ערך מותר קטן מ-2 מעלות או שווה ל-2 מעלות), וכו'.

תהליך כבישה חמה לא תקין:הגדרות לחץ, טמפרטורה וזמן שגויים בכבישה חמה עלולות להוביל להיווצרות לקויה של גליל אלקטרודה.

תהליך הזרקה לא תקין:תהליך ההזרקה כולל בדרך כלל (הזרקת ואקום ראשונית - מנוחה - לפני-מילוי - הזרקת ואקום משנית). אם לחץ הוואקום גבוה מדי או המהירות מהירה מדי, הפרדה בין הסרעפת לאלקטרודה יכולה להתרחש בקלות. במקביל, גז נוצר לאחר טעינה מוקדמת-, ושאיבת אבק במהלך מילוי משני שואבת גם גז וקצת אלקטרוליט. שאיבת גז זו יוצרת נתיבי גז וקמטים בולטים.

הספגת אלקטרוליטים לא מלאה:הספגת אלקטרוליטים לא מלאה גורמת לאזורים יבשים, לרווחים ולבועות בין האלקטרודה לסרעפת, מה שהופך אותה לנטייה להתקמט במהלך שאיבת האבק. פגמים במשטח האלקטרודה: פגמים מהותיים באלקטרודה (כגון בליטות ובורות) עלולים להשפיע על היצמדות הסרעפת אליה, ולהוביל לקמטים באלקטרודה.

הפתרונות חולקים לרוב סיבות דומות, לרבות שיפור התכונות הבסיסיות של הסרעפת וזיקוק תהליכי הליפול, הכבישה החמה, האפייה והמילוי.

ניתן להשיג הספגה אופטימלית של אלקטרודות על ידי הארכת זמן ההספגה והעלאה מתאימה של טמפרטורת ההספגה (למשל, 45 מעלות).

בנוסף לשיפורי התהליך, שימוש בדיאפרגמות מצופות יכול להפחית ביעילות את בעיית התקמטות הסרעפת. לדוגמה, דיאפרגמות מצופות בצד אחד ב-PVDF משפרות משמעותית את ההידבקות לאחר לחיצה חמה, ומעלימה לחלוטין או מפחיתה קמטים.

איסי אינטליגנטימתמחה במחקר וייצור של ציוד-מתקדם לסוללות ליתיום-יון. אנחנו יכולים לא רק לספק פתרון אחד-לפס ייצור סוללות ליתיום יון לסוללות גליליות, תא מטבעות, תא פאוץ', אלא גם לספק פתרון אחד-לפס ייצור של סוללות ליתיום, אם אתה חדש בתעשיית סוללות ליתיום יון, ורוצה לבנות קו ייצור סוללות ליתיום יון משלך או קו ייצור סוללות ליתיום יון מקצועי, אנו יכולים לספק לך תמיכה טכנית בהרכבת סוללות ליתיום. אל תהסס לפנות אלינו!

צור קשר עכשיו