Il separatore è un componente importante della batteria agli ioni di litio, una batteria agli ioni di litio in un corto circuito tra gli elettrodi positivi e negativi per prevenire il gioco, e accende il ruolo della corrente comune Preparazione separatore ione di due categorie: 1) un processo di trafilatura a secco 2) processo a umido, il processo a secco è attualmente il processo di preparazione della membrana più utilizzato, ma è evidente l'anisotropia della membrana preparata dal processo a secco, ad esempio, nella direzione longitudinale del MD, la tensione del diaframma La resistenza fino a 120MPa sopra, ma nel TD trasversale e la forza di trazione diagonale in DD è solo leggermente superiore a 20MPa, questa caratteristica del separatore ha portato anche a batterie agli ioni di litio nella deformazione esterna, in tutte le direzioni C'è una grande differenza nei ceppi che possono essere sostenuti.
Per il presente studio le proprietà meccaniche del separatore prevalentemente longitudinale e resistenza alla trazione trasversale, le caratteristiche di compressione del separatore per lo studio è relativamente piccolo, soprattutto a causa di un sottile spessore del separatore, metodo di estrusione convenzionale per testare la risoluzione è interessato, spesso dobbiamo decine di strati, o anche centinaia di strati di membrana aggiunti insieme per produrre un grande impatto sulla consistenza e la precisione di aria tra i diversi strati delle direzioni separatori a membrana e così saranno i risultati del test, metodi di prova così tradizionali sono estrusione Difficile ottenere dati accurati sulla resistenza alla compressione del diaframma.
Recentemente, Shutian Yan US Michigan State University e di altre persone sulle Celgard 2400 membrana e compressione caratteristiche del DMC è stata studiata in aria utilizzando il principio capacitivo. La figura seguente mostra una ricostruzione tridimensionale della Celgard modello 2500, il modello può essere visto dal C'è una chiara differenza nella struttura del separatore nei TD, MD e TTD, che è anche la ragione fondamentale per la differenza significativa nella resistenza meccanica del separatore in tutte e tre le direzioni.
Principio del metodo di prova disegno capacitivo Shutian Yan è mostrato sotto. Apparato sperimentale è costituito essenzialmente da due dischi vetro liscio verticale, mediante un metodo di polverizzazione del magnetron in una posizione centrale del wafer vetro rivestito con un metallo spesso strato 5nm rivestimento tungsteno, come due elettrodi di un condensatore. durante il test, il wafer è necessario per produrre un separatore di 3 mm, la membrana 3 campione posto in basso, rispettivamente, come mostrato nella figura tre posizioni, e due lastre di vetro superiore ed inferiore applicazione di pressione, la membrana viene deformata, provocando la distanza tra i due elettrodi di tungsteno viene modificato, causando una variazione di capacità misurando la variazione di capacità tra i due elettrodi di tungsteno può calcolare un valore di distanza cambia, e di conseguenza calcolare la deformazione del diaframma.
Le due membrane utilizzate nel test, in modo che lo spessore totale del separatore è di circa 50 um, per ridurre gli errori nel test. La figura seguente è un grafico della capacità tra la forza esterna, può essere visto all'inizio, il corto raggio interno, diaframma da una piccola forza, la capacità è aumentato molto (molto mostrato una ridotta diaframma spessore), che può essere irregolare o ruvida secca le sbavature sui bordi superficie della membrana, con conseguente tempo morto di vetro non è completamente a contatto con l'inizio del separatore, con l'area della pressione applicata viene aumentata, la membrana a contatto con la lastra di vetro aumenta gradualmente, la resistenza alla compressione è stata significativamente aumentata membrana.
Un'attenta analisi di pressione e curve deformazione (figura d) possono essere trovate curva sforzo-deformazione può essere diviso in quattro settori: a) una regione di contatto iniziale, 2) una regione lineare; 3) che producono regione; 4) coesionamento regione in cui la regione 1 è come. abbiamo analizzato in precedenza, poiché il contatto imperfetta tra la membrana e la lastra di vetro, così piccola pressione, avrà una deformazione maggiore. regione 2 si verifica principalmente regione lineare della deformazione della membrana. 3 mostra la regione separatore raggiunto limite di snervamento. zona comune 4 è una zona compatta materiale poroso.
Quando si utilizza regione Shutian Yan 2 e quattro paia di modulo elastico del area del diaframma è stato calcolato, ceppo nell'intervallo regione 2, il modulo di elasticità nel separatore aria Celgard 2400 era 0,191 ± 0.020GPa, membrana elastica in DMC modulo di 0,165 ± 0.020GPa. modulo diaframma elastico del diaframma nella direzione TD spessore della resistenza alla trazione trasversale è molto vicino, che è legato alla struttura del separatore, Celgard 2400 membrana è un PP monostrato dal processo trafilatura a secco parallela al foglio compiuti nel processo di allungamento, la membrana è originariamente aperto accatastati insieme, allungato membrana è composta principalmente di fogli nano-fibre amorfe tra il semi-cristallino e scaglie, come prima descritto mostrato in figura, in cui la direzione MD longitudinale, prevalentemente amorfo nano-fibre in tensione, in direzione longitudinale e lo spessore TTD direzione TD, sono realizzati in foglio semi-cristallino in tensione, e dato che il diaframma nella direzione TD avente una simile TTD la struttura, il modulo elastico e valori di resistenza alla trazione del separatore nella direzione TD spessore in senso trasversale è relativamente vicino.
regione deformazione raggiunge il diaframma 4, il modulo elastico nel separatore aria Celgard 2400 era 0,270 ± 0.004GPa, modulo di elasticità del DMC era 0,386 ± 0.035GPa, causa diaframma DMC aumentata capacità di compressione probabilmente perché il diaframma compresso in una zona compatta, la parte essendo micropori DMC intrappolato all'interno del separatore, agisce come un separatore realizzato.
Al fine di simulare il diaframma essendo in una cella reale Shutian Yan NMC anche positivo, in composito a tre strati 'separatore PP / elettrodo positivo NMC / separatore PP' ha un elastico analisi modulo estrusione, i risultati dei test mostrano che il catodo ad aria NMC premendo il modulo elastico è stato 1.084 ± 0.029GPa, il modulo elastico del DMC era 0,892 ± 0.033GPa, questo valore è significativamente superiore dell'elettrodo positivo LCO (0.232GPa) e LiNiCoAlO2 positivo (0.610GPa).
E 'PP separatore / NMC catodo / separatore PP' il modulo elastico della struttura composita estrusa a tre strati è in 0.362GPa aria, il modulo elastico del DMC era 0.336MPa. Secondo i principi del modulo di elasticità di miscelazione, tris il modulo elastico della struttura strato composito può essere ottenuta dalla seguente formula di calcolo, ma il risultato del test reale non è del tutto coerente con i risultati previsti teorici, suggerendo che l'interazione tra l'elettrodo positivo e l'NMC separatore è ben noto, l'estensione della superficie dell'elettrodo positivo NMC massima asciuga molto più elevato la superficie del vetro, in modo che quando l'NMC spremuto superficie dell'elettrodo positivo in una posizione sporgente al diaframma prima pressata, in un successivo processo di estrusione, la superficie dell'elettrodo positivo NMC produrrà massima asciuga effetto limitante diaframma, questo ha anche un modulo di elasticità del separatore impatto, che porta anche ai risultati con una deviazione dal risultato di predizione.
Al fine di simulare il diaframma essendo in una cella reale Shutian Yan NMC anche positivo, in composito a tre strati 'separatore PP / elettrodo positivo NMC / separatore PP' ha un elastico analisi modulo estrusione, i risultati dei test mostrano che il catodo ad aria NMC premendo il modulo elastico è stato 1.084 ± 0.029GPa, il modulo elastico del DMC era 0,892 ± 0.033GPa, questo valore è significativamente superiore dell'elettrodo positivo LCO (0.232GPa) e LiNiCoAlO2 positivo (0.610GPa).
E 'PP separatore / NMC catodo / separatore PP' il modulo elastico della struttura composita estrusa a tre strati è in 0.362GPa aria, il modulo elastico del DMC era 0.336MPa. Secondo i principi del modulo di elasticità di miscelazione, tris il modulo elastico della struttura strato composito può essere ottenuta dalla seguente formula di calcolo, ma il risultato del test reale non è del tutto coerente con i risultati previsti teorici, suggerendo che l'interazione tra l'elettrodo positivo e l'NMC separatore è ben noto, l'estensione della superficie dell'elettrodo positivo NMC massima asciuga molto più elevato la superficie del vetro, in modo che quando l'NMC spremuto superficie dell'elettrodo positivo in una posizione sporgente al diaframma prima pressata, in un successivo processo di estrusione, la superficie dell'elettrodo positivo NMC produrrà massima asciuga effetto limitante diaframma, questo ha anche un modulo di elasticità del separatore impatto, che porta anche ai risultati con una deviazione dal risultato di predizione.
