वायु और डीएमसी एक्सट्रूज़न में डायाफ्राम विकृति विश्लेषण

विभाजक लिथियम आयन बैटरी, खेलने को रोकने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच एक शॉर्ट सर्किट में एक लिथियम आयन बैटरी का एक महत्वपूर्ण घटक है, और दो श्रेणियों में से वर्तमान आम आयन विभाजक तैयारी की भूमिका पर बदल जाता है: 1) एक सूखी ड्राइंग प्रक्रिया ;। 2) एक गीला प्रक्रिया है जिसमें एक सूखी खिंचाव प्रक्रिया सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया झिल्ली तैयारी है, लेकिन स्पष्ट अनिसोट्रोपिक सूखी तन्यता झिल्ली तैयारी अनुदैर्ध्य दिशा एमडी, तन्यता झिल्ली में उदाहरण के लिए, देखते हैं 120MPa या अधिक करने के लिए, लेकिन अनुप्रस्थ दिशा टीडी में और विकर्ण डीडी 20 MPa या एक तन्य शक्ति की ताकत केवल थोड़ा अधिक है, यह सुविधा भी डायाफ्राम जब कोई बाहरी बल द्वारा विकृत का कारण बनता है, सभी दिशाओं में लिथियम आयन बैटरी बहुत अलग झेलने में सक्षम तनाव।

वर्तमान अध्ययन के लिए विभाजक के यांत्रिक गुणों मुख्य रूप से अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ तन्यता ताकत, अध्ययन के लिए विभाजक के संपीड़न विशेषताओं अपेक्षाकृत छोटे, मुख्य रूप से विभाजक की एक बहुत पतली मोटाई की वजह से है, संकल्प के परीक्षण के लिए पारंपरिक बाहर निकालना विधि प्रभावित होता है, अक्सर हम या एक साथ जोड़ झिल्ली की परतों के सैकड़ों परतों के दर्जनों, जरूरत झिल्ली विभाजक दिशाओं के विभिन्न परतों और इतने जाएगा परीक्षण के परिणाम, इसलिए परंपरागत परीक्षण की प्रक्रिया बाहर निकालना हैं के बीच सामंजस्य पर एक बड़ा प्रभाव और हवा की सटीकता का उत्पादन करने के डायाफ्राम के सटीक डेटा संपीड़न ताकत को प्राप्त करना कठिन।

हाल ही में, Shutian यान अमेरिका मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी और डीएमसी के Celgard 2400 झिल्ली और संपीड़न विशेषताओं पर अन्य लोगों के हवा में अध्ययन किया गया था संधारित्र सिद्धांत का उपयोग कर। नीचे आकृति Celgard 2500 मॉडल की एक तीन आयामी पुनर्निर्माण पता चलता है, मॉडल से देखा जा सकता डायाफ्राम वहाँ अनुप्रस्थ दिशा टीडी, एमडी और मोटाई टीटीडी संरचना है, जो झिल्ली यांत्रिक शक्ति के तीन दिशाओं में मूल कारण काफी अंतर है के अनुदैर्ध्य दिशा में उल्लेखनीय अंतर है।

संधारित्र परीक्षा पद्धति Shutian यान डिजाइन के सिद्धांत नीचे दिखाया गया है। प्रायोगिक उपकरण एक परत 5nm मोटी धातु के साथ लेपित गिलास वेफर के एक केंद्रीय स्थान पर, दो ऊर्ध्वाधर चिकनी कांच डिस्क का अनिवार्य रूप से होते हैं एक magnetron sputtering विधि द्वारा टंगस्टन कोटिंग, एक संधारित्र के दो इलेक्ट्रोड के रूप में। परीक्षण के दौरान, वेफर आवश्यक 3 मिमी की एक विभाजक, झिल्ली 3 एक नमूना क्रमशः कम पर रखा के रूप में तीन स्थानों छवि में दिखाया गया है, और दो ऊपरी और निचले कांच शीट का उत्पादन होता है दबाव लागू करने, डायाफ्राम विकृत है, दो टंगस्टन इलेक्ट्रोड के बीच दूरी पैदा कर रहा बदल गया है, दो टंगस्टन इलेक्ट्रोड के बीच समाई में परिवर्तन को मापने के एक दूरी मूल्य परिवर्तन की गणना कर सकते द्वारा समाई में एक परिवर्तन के कारण, और तदनुसार डायाफ्राम के तनाव की गणना।

परीक्षण में इस्तेमाल दो झिल्ली, तो विभाजक की कुल मोटाई 50um के बारे में, परीक्षा में त्रुटियों को कम करने के लिए है। निम्न चित्र बाहरी बल के बीच समाई की एक साजिश है, शुरुआत में देखा जा सकता है, भीतरी कम दूरी, एक छोटा सा बल द्वारा डायाफ्राम, समाई, पूरी तरह से विभाजक की शुरुआत के साथ संपर्क में एक बहुत (एक बहुत एक कम मोटाई डायाफ्राम से पता चला है) है, जो असमान या किसी न किसी तरह सूखी झिल्ली सतह बढ़त burrs हो सकता है, कांच के नीचे समय में जिसके परिणामस्वरूप बढ़ जाती है है के साथ नहीं दबाव बनाया के क्षेत्र बढ़ जाती है, कांच की पट्टी के साथ संपर्क में डायाफ्राम धीरे-धीरे बढ़ जाती है, संपीड़न ताकत भी काफी झिल्ली बढ़ा दिया गया था।

, 2) एक रेखीय क्षेत्र, 3) क्षेत्र उपज; 4) क्षेत्र संकुचित जिसमें क्षेत्र 1 की तरह है एक) एक आरंभिक संपर्क क्षेत्र: दबाव और तनाव घटता (अंजीर घ) की सावधानी से विश्लेषण पाया जा सकता है तनाव तनाव वक्र चार क्षेत्रों में बांटा जा सकता है। हम ऊपर का विश्लेषण किया, झिल्ली और कांच की पट्टी के बीच अपूर्ण संपर्क के बाद से, छोटे दबाव में ऐसा है, तो एक बड़ा विरूपण होगा। क्षेत्र 2 मध्यपटल विरूपण के मुख्य रूप से रेखीय क्षेत्र। 3 विभाजक क्षेत्र में पहुँच दिखा उपज सीमा। सामान्य क्षेत्र 4 एक झरझरा सामग्री जमा क्षेत्र है।

Shutian यान क्षेत्र 2 और डायाफ्राम क्षेत्र की लोचदार मापांक के चार जोड़े का उपयोग करके किया गया था, क्षेत्र 2 की रेंज में तनाव, हवा विभाजक में लोच के मापांक Celgard 2400 0.191 ± 0.020GPa, डीएमसी में लोचदार झिल्ली था 0.165 ± 0.020GPa। अनुप्रस्थ तन्यता ताकत में मोटाई दिशा टीडी में डायाफ्राम की लोच के मापांक डायाफ्राम के मापांक बहुत करीब है, जो विभाजक की संरचना से संबंधित है, Celgard 2400 झिल्ली सूखी ड्राइंग प्रक्रिया द्वारा एक monolayer पीपी है खींच, झिल्ली मूल रूप से खोला जाता है साथ खड़ी दिखती करने की प्रक्रिया में बनाया चादर के समानांतर,, बढ़ाया झिल्ली मुख्य रूप से अर्द्ध क्रिस्टलीय और गुच्छे के बीच अनाकार नैनो फाइबर शीट से बना है के रूप में पहली यहाँ विवरण चित्र, जिसमें अनुदैर्ध्य दिशा एमडी, तनाव में मुख्य रूप से अनाकार नैनो फाइबर, अनुदैर्ध्य दिशा और मोटाई दिशा टीडी टीटीडी में, तनाव में अर्द्ध क्रिस्टलीय शीट से बना रहे हैं में दिखाया गया है, और टीडी दिशा में डायाफ्राम एक समान टीटीडी होने के बाद से संरचना, लोचदार मापांक और विभाजक की तन्यता ताकत मूल्यों अनुप्रस्थ दिशा में मोटाई दिशा टीडी में अपेक्षाकृत करीब है।

तनाव क्षेत्र डायाफ्राम 4, हवा विभाजक में लोचदार मापांक Celgard 2400 था 0.270 ± 0.004GPa, डीएमसी में लोच के मापांक था पहुंचता है 0.386 ± 0.035GPa, संपीड़न क्षमता कारण डायाफ्राम डीएमसी में वृद्धि हुई शायद इसलिए है क्योंकि एक ठोस क्षेत्र के लिए संकुचित डायाफ्राम, हिस्सा होने micropores डीएमसी विभाजक के भीतरी इलाकों में फंस, इसे बनाया एक विभाजक के रूप में कार्य करता है।

आदेश डायाफ्राम कोई वास्तविक सेल में किया जा रहा दबाने अनुकरण करने के लिए, Shutian यान NMC भी सकारात्मक, और 'पीपी विभाजक / धनात्मक विद्युत् NMC / पीपी विभाजक' तीन प्लाई समग्र संरचना एक लोचदार मापांक बाहर निकालना विश्लेषण किया है, परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि हवा कैथोड NMC लोचदार मापांक दबाने था 1.084 ± 0.029GPa, डीएमसी की लोचदार मापांक था 0.892 ± 0.033GPa, यह मान धनात्मक विद्युत् LCO (0.232GPa) और LiNiCoAlO2 सकारात्मक (0.610GPa) की तुलना में काफी अधिक है।

और 'पीपी विभाजक / NMC कैथोड / पीपी विभाजक' extruded त्रि-स्तरीय समग्र संरचना की लोचदार मापांक हवा 0.362GPa में है, डीएमसी की लोचदार मापांक 0.336MPa था। मिश्रण की लोच मापांक के सिद्धांतों के अनुसार, Tris समग्र परत संरचना के लोचदार मापांक निम्नलिखित गणना सूत्र द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन वास्तविक परीक्षा परिणाम सुझाव है कि सकारात्मक इलेक्ट्रोड और विभाजक NMC के बीच बातचीत में अच्छी तरह से जाना जाता है, सैद्धांतिक भविष्यवाणी परिणामों के साथ पूरी तरह से संगत नहीं है, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह की हद तक किसी न किसी तरह सूखी NMC बहुत अधिक कांच की सतह, इसलिए जब NMC की स्थिति डायाफ्राम को पेश में सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह निचोड़ा पहले दबाया जाएगा, बाद में एक बाहर निकालना प्रक्रिया में, सकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह NMC किसी न किसी तरह सूखी डायाफ्राम पर प्रभाव को सीमित करने का उत्पादन करेगा, यह भी प्रभाव विभाजक, जो भी भविष्यवाणी परिणाम से विचलन के साथ परिणाम की ओर जाता है की लोच के मापांक है।