Der Separator ist ein wichtiger Bestandteil der Lithium-Ionen-Batterie, eine Lithium-Ionen-Batterie in einem Kurzschluss zwischen den positiven und negativen Elektroden Spiel zu verhindern, und dreht sich die Rolle der laufenden Ionen Separator Herstellung von zwei Kategorien gemeinsam: 1) ein Trockenziehverfahren ;. 2) ein Naßverfahren, bei dem ein Trockenprozeß stretch das am häufigsten verwendeten Membranpräparation ist, aber es gibt offensichtliche anisotropen Trockenzugfestigkeit Membranpräparation, beispielsweise in der Längsrichtung MD, die dehnbare Membran Festigkeit von bis zu 120 MPa oder mehr, aber in der Querrichtung TD und diagonal DD 20 MPa oder eine Reißfestigkeit nur geringfügig höher ist, dieses Merkmal bewirkt auch die Membran, wenn sie durch eine äußere Kraft verformt wird, die Lithium-Ionen-Batterie in allen Richtungen Es gibt einen großen Unterschied in den Belastungen, die aufrechterhalten werden können.
Für die vorliegende Studie wird die mechanischen Eigenschaften des Separators hauptsächlich Längs- und Querzugfestigkeit, Kompressionseigenschaften des Separators für die Untersuchung ist relativ klein, vor allem wegen eines sehr dünnen Dicke des Separators, Methode herkömmliche Extrusions für die Auflösung Prüfung betroffen ist, oft wir brauchen Dutzende von Schichten oder sogar Hunderte von Membranschichten zusammengerechnet einen großen Einfluss auf die Konsistenz und Genauigkeit der Luft zwischen den verschiedenen Schichten der Membrantrenn Richtungen zu erzeugen und so die Testergebnisse, so traditionellen Testmethoden Extrusion sind Schwierig, genaue Druckminderungsdaten zu erhalten.
Vor kurzem Shutian Yan US Michigan State University und andere Menschen auf den Celgard 2400 Membran und Kompressionseigenschaften des DMC in Luft untersucht wurden mit dem kapazitiven Prinzip. Die folgende Abbildung zeigt eine dreidimensionale Rekonstruktion von Celgard 2500-Modell, kann das Modell aus dem ersichtlich Membran es signifikante Unterschiede in der Querrichtung TD, MD und die Längsrichtung der Dicken TTD-Struktur sind, die die Ursache signifikanten Unterschiede in den drei Richtungen der Membran mechanischen Festigkeit.
Prinzip der kapazitiven Testmethode Shutian Yan Gestaltung ist unten gezeigt. Experimentelles Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei vertikalen glatten Glasscheibe, durch ein Magnetron-Sputter-Verfahren in einer zentralen Position der Glasscheibe mit einer Schicht 5 nm dicken Metall beschichtet Wolfram-Beschichtung, als zwei Elektroden eines Kondensators. während der Prüfung wird der Wafer notwendig, einen Separator von 3 mm zu erzeugen, wobei die Membran 3a auf dem unteren bzw. ordnenden Probe wie in Fig drei Positionen dargestellt ist, und zwei obere und untere Glasscheiben Druck wird ausgeübt, um die Membran zu verformen, was bewirkt, dass sich der Abstand zwischen den zwei Wolframelektroden ändert, was eine Änderung der Kapazität bewirkt, die durch Messen der Kapazitätsänderung zwischen den zwei Wolframelektroden berechnet werden kann Berechnen Sie die Membranspannung.
Die beiden Membranen in dem Test verwendet, so dass die Gesamtdicke des Separators beträgt etwa 50 um, um Fehler in dem Test zu reduzieren. In der folgenden Abbildung ein Diagramm der Kapazität zwischen der externen Kraft ist, kann zu Beginn zu sehen ist, der innere Nahbereichs, Membran, die durch eine geringe Kraft, ist die Kapazität eine Menge (eine Menge zeigte eine reduzierte Dicke Membran) erhöht, die trocken die Membranoberfläche Kantengrate uneben oder rauh sein kann, in Stillstandszeiten des Glases mit dem Beginn des Separators ist nicht vollständig in Kontakt ergibt, mit Mit der Zunahme des aufgebrachten Drucks nimmt auch die Kontaktfläche zwischen der Membran und der Glasscheibe allmählich zu und die Druckkapazität der Membran nimmt ebenfalls signifikant zu.
Eine sorgfältige Analyse der Druck- und Dehnungskurven (Figur d) Spannungs-Dehnungs gefunden Kurve kann in vier Bereiche unterteilt werden: a) ein anfänglicher Kontaktbereich, 2) einem linearen Bereich; 3) Region liefert; 4) Verdichten Bereich, in dem Bereich 1 ist wie. analysierten wir oben, da unvollkommenen Kontakt zwischen der Membran und der Glasscheibe, so bei kleinen Druck, wird eine größere Verformung haben. Bereich 2 hauptsächlich linearen Bereich der Membranverformung auftritt. 3 zeigt den Abscheiderbereich erreicht Streckgrenze, während Zone 4 eine gemeinsame Verdichtungszone für poröse Materialien ist.
Bei der Verwendung von Shutian Yan Bereich 2 und vier Paare von Elastizitätsmodul der Membranfläche berechnet wurde, Dehnung im Bereich von der Region 2 war die Elastizitätsmodul in dem Luftabscheider Celgard 2400 0,191 ± 0.020GPa, elastischer Membran in den DMC Modul von 0.165 ± 0.020GPa. Diaphragmas Elastizitätsmodul des Membran in der Dickenrichtung TD in der Querzugfestigkeit sehr nahe ist, die mit der Struktur des Separators Celgard 2400 Membran verbunden ist, ist eine Einschichtfolie PP durch Trockenziehverfahren Die ursprünglich in dem Separator gestapelten parallelen Bahnen werden während des Streckens auseinander gezogen, und der gestreckte Separator besteht hauptsächlich aus amorphen Nanofasern zwischen den halbkristallinen Bahnen und den Bahnen, wie in der ersten Bahn gezeigt in der Abbildung dargestellt, wobei die Längsrichtung MD, überwiegend amorphe Nanofasern in der Spannung, in der Längsrichtung und die Dickenrichtung TD TTD, der halb-kristalline Schicht in Spannung vorgenommen werden, und da die Membran in der TD-Richtung mit einer ähnlichen TTD Struktur, der Elastizitätsmodul in der Dickenrichtung des Separators und die Zugfestigkeit in der Querrichtung TD sind relativ nahe beieinander.
Dehnungsbereich erreicht die Membran 4, die Elastizitätsmodul in dem Luftabscheider Celgard 2400 betrug 0,270 ± 0.004GPa, Elastizitätsmodul in der DMC war 0,386 ± 0.035GPa, verursacht Membran DMC verbesserte Kompressionsfähigkeit Es ist möglich, dass ein Teil des DMC, der in den Poren innerhalb der Membran gefangen ist, nachdem die Membran in den verdichteten Bereich komprimiert wurde, die Rolle einer Membran spielte.
Um Druck auf die Membran in einer realen Zelle, Shutian Yan NMC auch positiv ist, und ‚PP-Separator / positive Elektrode NMC / PP-Separator‘ dreilagige Verbundstruktur einen Elastizitätsmodul Extrusionsanalyse, Testergebnisse zeigen, ist zu simulieren, daß die Luftkathode NMC der Elastizitätsmodul war 1,084 ± 0.029GPa, der Elastizitätsmodul von DMC Pressing 0,892 ± 0.033GPa, wobei dieser Wert wesentlich höher ist als die positive Elektrode LCO (0.232GPa) und LiNiCoAlO2 positive (0.610GPa).
Und ‚PP-Separator / Kathode NMC / PP-Separator‘ die Elastizitätsmodul der extrudierten dreischichtigen Verbundstruktur ist in Luft 0.362GPa, die Elastizitätsmodul DMC 0.336MPa. Nach den Grundsätzen des Elastizitätsmoduls des Mischens, Tris- der Elastizitätsmodul der Verbundschichtstruktur kann durch die folgende Berechnungsformel erhalten werden, aber das tatsächliche Tester mit den theoretischen vorhergesagten Ergebnissen nicht vollständig konsistent, was darauf hindeutet, dass die Interaktion zwischen der positiven Elektrode und dem Separator NMC ist bekannt, das Ausmaß der positiven Elektrodenoberfläche rauhen trockene NMC viel höher die Glasoberfläche, so dass, wenn der positive Elektrodenoberfläche NMC in der Lage auf die Membran wird zuerst gedrückt wird, in einem nachfolgenden Extrusionsverfahren wird die Oberfläche der positiven Elektrode NMC erzeugt auf der Membran rough Trockenwirkung begrenzende Projizieren quetschte, Dies beeinflusst auch den Elastizitätsmodul der Membran, was ebenfalls zu einer gewissen Abweichung der Testergebnisse von den vorhergesagten führt.
Um Druck auf die Membran in einer realen Zelle, Shutian Yan NMC auch positiv ist, und ‚PP-Separator / positive Elektrode NMC / PP-Separator‘ dreilagige Verbundstruktur einen Elastizitätsmodul Extrusionsanalyse, Testergebnisse zeigen, ist zu simulieren, daß die Luftkathode NMC der Elastizitätsmodul war 1,084 ± 0.029GPa, der Elastizitätsmodul von DMC Pressing 0,892 ± 0.033GPa, wobei dieser Wert wesentlich höher ist als die positive Elektrode LCO (0.232GPa) und LiNiCoAlO2 positive (0.610GPa).
Und ‚PP-Separator / Kathode NMC / PP-Separator‘ die Elastizitätsmodul der extrudierten dreischichtigen Verbundstruktur ist in Luft 0.362GPa, die Elastizitätsmodul DMC 0.336MPa. Nach den Grundsätzen des Elastizitätsmoduls des Mischens, Tris- der Elastizitätsmodul der Verbundschichtstruktur kann durch die folgende Berechnungsformel erhalten werden, aber das tatsächliche Tester mit den theoretischen vorhergesagten Ergebnissen nicht vollständig konsistent, was darauf hindeutet, dass die Interaktion zwischen der positiven Elektrode und dem Separator NMC ist bekannt, das Ausmaß der positiven Elektrodenoberfläche rauhen trockene NMC viel höher die Glasoberfläche, so dass, wenn der positive Elektrodenoberfläche NMC in der Lage auf die Membran wird zuerst gedrückt wird, in einem nachfolgenden Extrusionsverfahren wird die Oberfläche der positiven Elektrode NMC erzeugt auf der Membran rough Trockenwirkung begrenzende Projizieren quetschte, Dies haben auch ein E-Modul des Impinger, die auch mit einer Abweichung von dem Vorhersageergebnis zu Ergebnissen führen.
