세퍼레이터는, 리튬 이온 전지, 재생을 방지하기 위해 양극과 음극 사이의 단락 회로에서의 리튬 이온 전지의 중요한 요소이며, 두 종류의 현재 일반적인 이온 세퍼레이터 제조의 역할 온 : 1) 건식 연신 공정 2) 습식 공정 인 건식 공정은 현재 가장 널리 사용되는 멤브레인 제조 공정이지만, 건식 공정에 의해 제조 된 멤브레인의 명백한 이방성, 예를 들어, 종 방향 MD 방향, 격막의 장력 위의 120MPa까지의 강도는 횡 TD와 대각선 DD 방향의 인장 강도가 20MPa보다 약간 높지만 세퍼레이터의 이러한 특성은 또한 외부 변형시 리튬 이온 배터리를 모든 방향으로 유도합니다 지속될 수있는 긴장에는 큰 차이가 있습니다.
본 연구에서 주로 종 방향 및 횡 방향의 인장 강도가 세퍼레이터의 기계적 성질이 연구를위한 세퍼레이터의 압축 특성 때문에 주로 세퍼레이터의 매우 얇은 두께로 비교적 작고, 해상도를 테스트하기위한 종래의 압출 방법은 종종 영향 우리는 다른 막 분리기 방향의 레이어 등 테스트 결과가되므로 전통적인 시험 방법 압출있는 것 사이의 공기의 큰 일관성에 영향 정확도를 생성 층 수십 또는 가산 멤브레인 층 수백 필요 정확한 다이어프램 압축 강도 데이터를 얻기가 어렵습니다.
최근 Shutian 연 미국 미시간 주립 대학과 DMC의 셀 가드 2400 멤브레인 및 압축 특성에 대한 다른 사람들이 용량 원리를 사용하여 공기를 연구 하였다. 아래 그림은 셀 가드 2500 모델의 3 차원 재구성을 보여줍니다 모델은에서 볼 수있다 TD, MD 및 TTD에서 세퍼레이터의 구조에는 명확한 차이가 있으며 세 방향 모두에서 세퍼레이터의 기계적 강도에 중요한 차이가있는 근본적인 이유이기도합니다.
용량 시험 방법 Shutian 얀 설계 원리는 아래와 같다. 실험 장치는 층을 5nm 두께의 금속으로 코팅 된 유리 웨이퍼의 중앙 위치에서 마그네트론 스퍼터링 법에 의해, 두 개의 수직 매끄러운 유리 디스크 본질적 이루어져 테스트 동안 커패시터의 두 전극으로 텅스텐 코팅, 다이어프램은 3mm 디스크로 만들어야하고, 세 다이어프램 샘플은 그림 a에 표시된 세 위치에 놓인 다음 두 개의 유리 시트 다이아 프램을 변형시키기 위해 압력이 가해져 두 텅스텐 전극 사이의 거리가 변하여 용량이 변경되며 두 텅스텐 전극 사이의 정전 용량 변화를 측정하여 계산할 수 있습니다 다이어프램 변형률을 계산합니다.
세퍼레이터의 합계 두께는 약 50um 테스트 오류를 감소시키는 것이다. 다음 그림은 외력 사이의 정전 용량의 플롯이다되도록 시험에 사용 된 두 개의 멤브레인은, 처음에 볼 수있는 내부 단거리 작은 힘에 의해 진동판의 용량과 완전히 구분의 시작과 접촉 유리의 다운 타임의 결과, 막 표면의 가장자리 버 불균일이나 건조 거칠 수 많은 (많이 감소 된 두께의 진동판을 보였다)되지 증대 인가 압력이 증가함에 따라, 다이어프램과 유리 시트 사이의 접촉 면적도 점진적으로 증가하고, 다이어프램의 압축 용량 또한 상당히 증가한다.
2) 선형 영역 3) 영역을 산출, 영역 1과 같은 것을 특징 4) 영역을 압축 a) 초기 접촉 영역 : 압력 변형 곡선 (무화과 d)의 신중한 분석이 발견 될 수있다 응력 - 변형 곡선은 네 개의 영역으로 분할 될 수있다. 우리는 멤브레인과 유리판 사이의 접촉 불량 때문에, 작은 압력에 있도록 더 큰 변형을 가질 것, 상기 분석 하였다. 영역 (2)은, 다이어프램의 변형은 주로 선형 영역을 발생한다. (3)에 도달 분리 영역을 도시 항복 한계 (Bield 한계), 반면에 Zone 4는 다공성 재료의 공통 압축 영역입니다.
Shutian 얀 영역 (2) 및 진동판 영역의 탄성률이 네 쌍을 사용하여 계산했을 때, 상기 공기 분리기 탄성률 셀 가드 2400 0.191 ± 0.020GPa은 DMC에서의 탄성 멤브레인 영역 (2)의 범위 내에서 변형이었다 횡 방향 인장 강도의 두께 방향 TD의 진동판의 탄성 0.165 ± 0.020GPa. 다이어프램 탄성률 계수 세퍼레이터의 구조에 관련되어 매우 가까운, 셀 가드 2400 막은 건식 연신 공정에 의한 단층 PP는 먼저 본원에 기재된 바와 같이, 멤브레인은 주로 반 결정질 플레이크의 비정질 나노 섬유 시트로 구성되어 연신 멤브레인 원래 개방 함께 적층 연신 공정에서 제조 된 시트에 평행 길이 방향 MD, 길이 방향 및 두께 방향 TD의 TTD의 장력 주로 비정질 나노 섬유는, 장력의 반결 정성 시트를 만들고, 상기 그림에 도시하고, TD 방향의 다이어프램 유사한 TTD 갖는 보낸 구조는 폭 방향의 두께 방향 TD의 탄성율 세퍼레이터의 인장 강도 값은 비교적 가깝다.
스트레인 영역은 다이어프램 (4)은 DMC에서의 탄성률은 0.004GPa ± 0.270이었다 셀 가드 2400이었다 공기 분리기 탄성률 도달 0.386 ± 0.035GPa, 다이어프램 DMC 증가 원인 압축 능력 콤팩트 된 영역에 압축 다이어프램은 상기 부분 인 미세 DMC는 세퍼레이터의 내부에 갇혀 아마 때문 이루어지는 분리기로서 작용한다.
리얼 셀에있는 진동판을 가압 시뮬레이션하기 위해 Shutian 얀 NMC 양수도 및 'PP 세퍼레이터 / 정극 NMC / PP 분리기'세 겹의 복합 구조 탄성률 압출 분석을 가지며, 시험 결과를 표시하는 공기 캐소드 NMC 1.084 ± 0.029GPa은 탄성률 압박, DMC의 탄성 계수는 0.892 ± 0.033GPa이 값이 정극 LCO (0.232GPa) 및 LiNiCoAlO2 양극 (0.610GPa)보다 상당히 높은이었다.
그리고 'PP 분리기 / NMC 음극 / PP 세퍼레이터'압출 세 층 복합 구조의 탄성률 공기 0.362GPa이며, DMC의 탄성률이 0.336MPa가되었다. 혼합의 탄성률의 원리에 따라, 트리스 복합 층 구조의 탄성 계수는 다음 계산식에 의해 얻어 질 수 있지만, 실제의 시험 결과는, 양극과 세퍼레이터 NMC 사이의 상호 작용이 공지되어 있음을 시사 이론적 인 예상 결과와 완전히 일치하지 않는, 양극 표면의 정도 거칠음 NMC 훨씬 높다 유리 표면이 때문에 NMC는 진동판에 돌출 된 위치에 양극 표면을 압착 할 때 제 가압되며, 이후의 압출 공정에있어서, 양극의 표면 NMC는 진동판에 제한 효과 거칠음을 생산할 예정 이것은 또한 다이어프램의 탄성 계수에 영향을 미치며, 이는 또한 예측 결과와 시험 결과의 일정한 편차를 초래합니다.
리얼 셀에있는 진동판을 가압 시뮬레이션하기 위해 Shutian 얀 NMC 양수도 및 'PP 세퍼레이터 / 정극 NMC / PP 분리기'세 겹의 복합 구조 탄성률 압출 분석을 가지며, 시험 결과를 표시하는 공기 캐소드 NMC 1.084 ± 0.029GPa은 탄성률 압박, DMC의 탄성 계수는 0.892 ± 0.033GPa이 값이 정극 LCO (0.232GPa) 및 LiNiCoAlO2 양극 (0.610GPa)보다 상당히 높은이었다.
공기 중의 PP 막 / NMC 양극 / PP 막 복합체의 압축 탄성률은 0.362GPa이고, DMC의 탄성 계수는 0.336MPa였다. 탄성 탄성 계수의 혼합 원리에 따라 층 복합 구조체의 탄성 계수는 다음 식에 의해 계산 될 수 있지만 실제 시험 결과는 NMC 양극과 분리기 사이에 상호 작용이 있음을 나타내는 이론 결과 예측과 완전히 일치하지 않습니다. NMC 양극의 표면 거칠기는 훨씬 더 높습니다 유리의 표면에서 NMC 양성 표면의 튀어 나온 위치는 압착 될 때 먼저 격막으로 압착 될 것이며, 후속 압출 변형 동안 NMC 양극 거친 표면은 격막을 제한 할 것이며, 이것도 또한, 예측 결과로부터의 편차는 결과에 이르게 충격 세퍼레이터의 탄성 계수를 갖는다.
