Le diaphragme est une partie importante de la batterie au lithium-ion, le diaphragme de polymérisation traditionnel a deux fonctions principales, le premier est l'isolation électronique, c'est-à-dire pour assurer que la batterie lithium-ion entre le positif et le négatif pour obtenir une isolation électronique pour éviter les courts-circuits. La conduction des ions, en général, le diaphragme traditionnel a une structure poreuse, l'électrolyte peut pénétrer à l'intérieur du diaphragme, de sorte que les ions peuvent traverser le diaphragme pour obtenir une conduction ionique.
Afin d'assurer la sécurité de la batterie au lithium-ion, les personnes ont conçu un diaphragme composite à trois couches PP-PE-PP, le diaphragme se caractérise par un court-circuit de la batterie ou un courant de décharge trop volumineux, la température de la batterie, ce qui entraîne la température de la batterie Le point de fusion de la couche intermédiaire du diaphragme PE, mais pas plus que le point de fusion du PP, le matériau en PE fondu peut pénétrer dans les pores de la couche de PP, bloquant ainsi la migration des ions entre le positif et le négatif, afin de bloquer la décharge de la batterie au lithium-ion Le diaphragme à trois couches PP-PE-PP est un séparateur de batterie au lithium-ion vers les multifonctions. Faites une étape importante pour assurer la fonction de base du diaphragme sur la base de l'amélioration de la sécurité de la batterie au lithium-ion.
La multi-fonctionnalisation du diaphragme est une tendance de développement importante, ce qui est d'une grande importance pour améliorer la sécurité et les performances électrochimiques de la batterie lithium-ion. Avec l'amélioration de l'énergie spécifique de la batterie lithium-ion, la matière cathodique a commencé à adopter le matériau ternaire, Le lithium acide comme électrode positive, matériau ternaire, il y a un gros problème: la dissolution des éléments de métal de transition, en particulier l'élément Mn dissous, migrera vers la surface négative, ce qui entraînera une endommagement et une croissance de la membrane SEI de l'électrode négative, ce qui entraînera une résistance à la batterie Afin de résoudre le problème de la dissolution des éléments de métal de transition, Anjan Banerjee de l'Université de Bahreïn en Israël a développé une membrane fonctionnelle qui a un composé azoté qui peut capturer la surface de la membrane. Les ions Mn dans l'électrolyte réduisent le dépôt des éléments Mn sur l'électrode négative, ce qui améliore considérablement les performances cycliques des matériaux contenant du Mn. Des exemples montrent que le LiMn 2O4/ Batterie graphite à 55 ℃ pendant 30 jours, le groupe expérimental de capacité de la batterie que le groupe témoin des batteries 75% -125%. Grâce à la détection des éléments de surface de l'électrode négative, l'utilisation de la membrane fonctionnelle de la surface de l'électrode négative de l'élément Mn par rapport au groupe témoin 13-21 fois les données de diffraction XRD montrent que la transformation de la structure cristalline des LMO avec cette membrane est évidemment plus petite que celle du groupe témoin, ce qui indique que la purification de la structure en treillis du matériau actif de l'électrode positive peut être effectivement supprimée en purifiant l'élément Mn dans l'électrolyte L'élément de manganèse dans la solution électrolytique peut réduire l'élément Mn de l'électrode négative de la migration, réduisant ainsi les dommages du film SEI et améliorant les performances du cycle de la batterie.
L'une des raisons du problème de la dissolution des éléments de métal de transition dans le matériau d'électrode positive et de la dégradation des performances de la batterie est que la HF dans la solution électrolytique est principalement due à la décomposition de LiPF6, principalement due à la décomposition de LiPF6. PF5 + H2O = 2HF + PF3O sera décomposé par PF5 en présence d'eau dans l'électrolyte. L'acide HF et Lewis (PF5, PF3O, etc.) produit par la réaction ci-dessus provoquera l'ion lithium Comme les études ont montré que l'addition de 1000 ppm d'eau à la cellule LiFePO4 / graphite entraîne une diminution significative de la durée de vie de la batterie avec une durée de vie inférieure à 50. Le test EIS a montré que l'addition d'eau à la batterie Cela entraînera une augmentation significative de la résistance de la batterie, indiquant que l'humidité supplémentaire est causée par la décomposition de l'électrolyte LiPF6, l'acide HF et Lewis résultant entraînera des effets secondaires dans la batterie, de sorte que la batterie au lithium-ion générera un film SEI à haute impédance , Affectant la vie de la batterie lithium-ion.
Anjan Banerjee de l'Université de Bahreïn, en Israël, a conçu une membrane capable de purifier les substances acides telles que la HF dans les électrolytes, afin de résoudre le problème de la vie de la batterie en raison de la décomposition de LiPF6 par LiPF6. La caractéristique importante du diaphragme est de s'assurer que le fonctionnement normal du diaphragme sous la prémisse de l'addition du diaphragme avec l'addition de la fonction HF du matériau 4-vinyl pyridine (DVB-4VP), de manière à éliminer les électrolytes dans l'HF et d'autres substances acides Le but de cette étude était d'améliorer les performances cycliques des batteries lithium-ion. Les résultats expérimentaux montrent que les cellules LMO / graphite avec les membranes fonctionnelles mentionnées ci-dessus ont été significativement améliorées après le cycle à haute température à 55 ℃. Après 180 cycles, La capacité de la batterie a diminué de 71%, tandis que l'utilisation de la perte de capacité du groupe expérimental du diaphragme fonctionnel de seulement 39%. Elle montre que le diaphragme est très bon pour l'électrolyse de la HF et que d'autres substances acides ont été purifiées, ce qui réduit l'apparition d'effets secondaires, Durée de vie du cycle de batterie.
La principale fonction de plusieurs des diaphragmes mentionnés ci-dessus est de purifier l'électrolyte, de manière à améliorer la performance de la batterie au lithium-ion, l'utilisation de la batterie au lithium-ion, nous sommes très préoccupés par le fait que la sécurité de la batterie au lithium-ion, en particulier Samsung s'est produite Note7 Après l'explosion du téléphone mobile, nous avons accordé plus d'attention à la sécurité de la batterie au lithium-ion. Le problème du dendrite au lithium est une raison importante pour la diminution de la sécurité de la batterie au lithium-ion, ce qui entraîne de nombreuses raisons pour la production de dendrite au lithium, P est déraisonnable, une charge à basse température et une grande charge de grossissement et peut donc conduire à un problème négatif de dendrite au lithium. Les dendrites Li sont produites, peuvent pénétrer dans le diaphragme, provoquant un court-circuit positif et négatif, de sorte que l'utilisation de la batterie au lithium-ion Il est possible d'éviter la production de dendrites au lithium. KaiLiu et al. De l'Université de Stanford, afin de résoudre le problème du dendrite au lithium, a conçu un diaphragme multifonctionnel avec une structure composite à trois couches constituée de deux couches de diaphragmes polymères Les particules, lorsque les dendrites au lithium se développent dans le septum, avec le SiO 2Le contact des particules, et avec la réaction, les dendrites de Li sont consommées, évitant ainsi que les dendrites de Li pénètrent le diaphragme, ce qui entraîne un court-circuit positif et négatif. En tant que diaphragme de sécurité actif, le diaphragme peut réagir avec les dendrites au lithium à temps pour éviter la Li Dendrite à travers le diaphragme causé par un court-circuit, pour améliorer la sécurité de la batterie au lithium-ion et la durée de vie du cycle.
Étant donné que la batterie au lithium-ion est un système fermé, il est donc difficile de contrôler la réaction interne de la batterie au lithium-ion en temps réel, en particulier pour la dendrite au lithium, sinon le démontage de la batterie au lithium-ion est difficile à trouver la batterie Les dendrites au lithium, trouvées dans le cycle de dendrite au lithium, sont souvent une baisse soudaine de la tension de la batterie, cette fois que les dendrites au lithium ont pénétré le diaphragme, ce qui a entraîné un court-circuit positif et négatif, un risque grave peut même conduire à une fuite thermique. Par conséquent, La surveillance peut efficacement améliorer la sécurité de la batterie au lithium-ion, pour cette Université de Stanford, Hui Wu et d'autres conçus pour une batterie lithium-ion peut être effectuée dans la surveillance précoce de la membrane de dendrite au lithium, la structure de base du diaphragme comme indiqué ci-dessous On peut voir qu'une caractéristique importante du diaphragme consiste à ajouter une couche de couche métallique conductrice au milieu du diaphragme et à étirer une électrode par rapport au diaphragme classique, puisque le matériau de la couche conductrice et de l'électrode négative est différent, l'électrode et l'électrode négative Il existe une différence de potentiel entre la couche métallique et la couche métallique conductrice, et le contact entre l'électrode négative et la couche conductrice métallique se produit lorsque les dendrites Li traversent le séparateur. La différence de potentiel est réduite à 0, et cette fois, les dendrites au lithium ne pénètrent pas dans la membrane, afin de pouvoir surveiller la couche conductrice métallique et le potentiel entre les négatifs, lors de la découverte précoce de la croissance des dendrites Li, la batterie à temps pour remplacer, afin d'éviter Parce que les dendrites de Li causées par le problème de court-circuit, pour améliorer la sécurité de la batterie au lithium-ion.
Multi-fonctionnel est le développement du diaphragme de la batterie au lithium-ion une tendance importante, en particulier avec la capacité de la batterie au lithium-ion, continue d'améliorer ses performances cycliques et les performances de sécurité nécessitent également une plus grande attention au diaphragme dans la réalisation des fonctions traditionnelles, Il est nécessaire de supprimer les effets secondaires de la batterie, d'améliorer les performances de cycle de la batterie et de supprimer le facteur de sécurité, afin d'éviter tout casse-circuit dans la batterie afin d'améliorer la sécurité de la batterie.
