Le séparateur est un élément important de la batterie au lithium-ion, d'une batterie au lithium-ion dans un court-circuit entre les électrodes positive et négative pour empêcher le jeu, et met en marche le rôle du séparateur d'ions commune actuelle Préparation de deux catégories: 1) un procédé d'étirage à sec ;. 2) un procédé par voie humide, dans lequel un procédé d'étirage à sec est la plus largement utilisée préparation de membrane, mais il n'y évident préparation de membrane à la traction à sec anisotrope, par exemple dans le sens longitudinal MD, la membrane à la traction force maximale de 120 MPa ou plus, mais dans la direction transversale DT et diagonale DD 20 MPa ou une résistance à la traction est de cette fonction seulement légèrement plus élevé provoque également le diaphragme lorsqu'il est déformé par une force extérieure, la batterie lithium-ion dans toutes les directions Il y a une grande différence dans les contraintes qui peuvent être maintenues.
Pour la présente étude, les propriétés mécaniques du séparateur essentiellement longitudinales et de résistance à la traction transversale, les caractéristiques de compression du séparateur pour l'étude est relativement faible, principalement en raison d'une très faible épaisseur du séparateur, un procédé d'extrusion classique pour tester la résolution est affectée, souvent nous avons besoin de dizaines de couches, voire des centaines de couches de membrane additionnés pour produire un grand impact sur la cohérence et la précision de l'air entre les différentes couches des directions de séparation de membrane et ainsi seront les résultats des tests, si les méthodes d'essai traditionnelles sont l'extrusion Difficile d'obtenir des données précises sur la résistance à la compression du diaphragme.
Récemment, Shutian Yan Université américaine Michigan State et d'autres personnes sur les caractéristiques de la membrane et de compression Celgard 2400 du DMC a été étudiée en utilisant de l'air le principe capacitif. La figure ci-dessous montre une reconstruction en trois dimensions du modèle Celgard 2500, le modèle peut être vu de la à membranes, il existe des différences significatives dans la direction transversale TD, MD et la direction longitudinale de la structure TTD épaisseur, ce qui est la cause première des différences significatives dans les trois directions de la membrane résistance mécanique.
Principe de la méthode de test capacitif conception Shutian Yan est illustré ci-dessous. Dispositif expérimental est essentiellement constitué de deux disques de verre lisse verticale, par un procédé de pulvérisation cathodique à magnétron à une position centrale de la plaque de verre revêtue d'une couche de 5 nm d'épaisseur de métal revêtement de tungstène, sous forme de deux électrodes d'un condensateur. pendant l'essai, la plaquette est nécessaire pour produire un séparateur de 3 mm, la membrane 3 un échantillon placé sur la partie inférieure, respectivement, comme représenté sur la figure trois positions, et deux feuilles de verre supérieure et inférieure Une pression est appliquée pour déformer le diaphragme, ce qui provoque un changement de la distance entre les deux électrodes de tungstène, provoquant une variation de la capacité, qui peut être calculée en mesurant la variation de la capacité entre les deux électrodes de tungstène Calculer la déformation du diaphragme.
Les deux membranes utilisées dans le test, de telle sorte que l'épaisseur totale du séparateur est d'environ 50um, pour réduire les erreurs dans le test. La figure suivante est une représentation graphique de la capacité entre la force extérieure, peut être vu au début, la courte portée intérieure, diaphragme par une petite force, la capacité est augmentée d'un lot (un lot a montré un diaphragme d'épaisseur réduite), qui peuvent être les bavures de bord de la surface de membrane inégale ou rugueuse sec, ce qui entraîne des temps d'arrêt du verre ne soit pas complètement en contact avec le début du séparateur, avec Avec l'augmentation de la pression appliquée, la surface de contact entre le diaphragme et la feuille de verre augmente également progressivement, et la capacité de compression du diaphragme augmente également de manière significative.
Une analyse minutieuse de la pression et des courbes de contrainte (figure d) peut être trouvé courbe contrainte-déformation peut être divisé en quatre zones: a) une région de contact initial, 2) une région linéaire; 3) région rendement; 4) la région de compactage, dans lequel la région 1 est comme. nous avons analysé ci-dessus, étant donné que le contact imparfait entre la membrane et la feuille de verre, de sorte à faible pression, aura une plus grande déformation. région 2 se produit principalement la région linéaire de la déformation du diaphragme. 3 montrant la région de séparation atteint Limite de rendement, tandis que la zone 4 est une zone de compactage commune pour les matériaux poreux.
Lors de l'utilisation Shutian région Yan 2 et quatre paires de module d'élasticité de la zone de membrane a été calculée, la souche de l'ordre de la région 2, le module d'élasticité dans le séparateur d'air Celgard 2400 était 0,191 ± 0.020GPa, la membrane élastique sur le DMC module de 0,165 ± 0.020GPa. module à membrane d'élasticité de la membrane dans la direction de l'épaisseur TD de la résistance à la traction transversale est très proche, qui est liée à la structure du séparateur, une membrane Celgard 2400 est un PP monocouche par un procédé d'étirage à sec Les feuilles parallèles initialement empilées dans le séparateur sont écartées pendant l'étirage, et le séparateur étiré est principalement constitué de nanofibres amorphes entre les feuilles semi-cristallines et les feuilles, comme montré dans la première feuille. montré dans l'image, dans lequel la direction longitudinale MD, principalement des nano-fibres amorphes en traction, dans la direction longitudinale et la direction de l'épaisseur TD TTD, sont faites de la feuille semi-cristallin en tension, et que le diaphragme dans le sens transversal ayant une TTD similaire La structure, le module d'élasticité dans la direction de l'épaisseur du séparateur et la résistance à la traction dans la direction transversale TD sont relativement proches l'un de l'autre.
région de contrainte atteint le diaphragme 4, le module d'élasticité dans le séparateur d'air Celgard 2400 était 0,270 ± 0.004GPa, le module d'élasticité dans la DMC était 0,386 ± 0.035GPa, parce que le diaphragme DMC augmente la capacité de compression Il est possible qu'une partie du DMC piégé dans les pores à l'intérieur de la membrane après que la membrane ait été comprimée dans la zone compactée ait joué le rôle d'une membrane.
Afin de simuler en appuyant sur le diaphragme étant dans une cellule réelle, Shutian Yan NMC également positif, et « séparateur électrode de séparation de PP / positif NMC / PP » structure composite à trois couches présente une analyse d'extrusion de module d'élasticité, les résultats des tests montrent que la cathode à air NMC pression sur le module d'élasticité est ± 1,084 0.029GPa, le module d'élasticité de DMC était 0,892 ± 0.033GPa, cette valeur est nettement supérieure à la LCO d'électrode positive (0.232GPa) et LiNiCoAlO2 positive (0.610GPa).
Et « séparateur PP / CNG séparateur de cathode / PP » du module élastique de la structure composite à trois couches extrudé est en 0.362GPa d'air, le module d'élasticité de DMC est 0.336MPa. Selon les principes du module d'élasticité du mélange, le tris le module élastique de la structure de la couche composite peut être obtenue par la formule de calcul suivante, mais le résultat de l'essai réel ne sont pas tout à fait en accord avec les résultats prévus théoriques, ce qui suggère que l'interaction entre l'électrode positive et le convertisseur de séparation est bien connue, l'étendue de la surface de l'électrode positive beaucoup plus élevée NMC sèche rugueuse la surface du verre, de sorte que lorsque le NMC pressé surface d'électrode positive dans une position en saillie sur la membrane va d'abord pressé, dans un procédé d'extrusion ultérieure, la surface de l'électrode positive NMC produira effet limitatif sec rugueux sur le diaphragme, cela a également un module d'élasticité du séparateur à impact, ce qui conduit également à des résultats avec un écart par rapport au résultat de la prédiction.
Afin de simuler en appuyant sur le diaphragme étant dans une cellule réelle, Shutian Yan NMC également positif, et « séparateur électrode de séparation de PP / positif NMC / PP » structure composite à trois couches présente une analyse d'extrusion de module d'élasticité, les résultats des tests montrent que la cathode à air NMC pression sur le module d'élasticité est ± 1,084 0.029GPa, le module d'élasticité de DMC était 0,892 ± 0.033GPa, cette valeur est nettement supérieure à la LCO d'électrode positive (0.232GPa) et LiNiCoAlO2 positive (0.610GPa).
Et « séparateur PP / CNG séparateur de cathode / PP » du module élastique de la structure composite à trois couches extrudé est en 0.362GPa d'air, le module d'élasticité de DMC est 0.336MPa. Selon les principes du module d'élasticité du mélange, le tris le module élastique de la structure de la couche composite peut être obtenue par la formule de calcul suivante, mais le résultat de l'essai réel ne sont pas tout à fait en accord avec les résultats prévus théoriques, ce qui suggère que l'interaction entre l'électrode positive et le convertisseur de séparation est bien connue, l'étendue de la surface de l'électrode positive beaucoup plus élevée NMC sèche rugueuse la surface du verre, de sorte que lorsque le NMC pressé surface d'électrode positive dans une position en saillie sur la membrane va d'abord pressé, dans un procédé d'extrusion ultérieure, la surface de l'électrode positive NMC produira effet limitatif sec rugueux sur le diaphragme, cela a également un module d'élasticité du séparateur à impact, ce qui conduit également à des résultats avec un écart par rapport au résultat de la prédiction.
