El separador es un componente importante de la batería de iones de litio, una batería de iones de litio en un cortocircuito entre los electrodos positivos y negativos para prevenir el juego, y se convierte en el papel de la corriente Preparación separador de ion común de dos categorías: 1) un procedimiento de estirado en seco ;. 2) un proceso en húmedo en el que un proceso de estirado en seco es la preparación de membrana más ampliamente utilizado, pero hay preparación anisotrópico membrana tracción en seco obvio, por ejemplo en la dirección longitudinal MD, la membrana a la tracción fuerza de hasta 120 MPa o más, pero en la dirección transversal TD y diagonal DD 20 MPa o una resistencia a la tracción es sólo ligeramente superior, esta característica también hace que el diafragma cuando se deforma por una fuerza externa, la batería de iones de litio en todas las direcciones colar capaz de soportar muy diferente.
Para el presente estudio de las propiedades mecánicas del separador principalmente longitudinales y resistencia a la tracción transversal, características de compresión del separador para el estudio es relativamente pequeño, principalmente a causa de un espesor muy delgado del separador, método de extrusión convencional para probar la resolución se ve afectada, a menudo necesitamos docenas de capas, o incluso cientos de capas de membrana de agregados juntos para producir un gran impacto en la consistencia y exactitud de aire entre las diferentes capas de las direcciones separador de membrana y así serán los resultados de ensayo, métodos de ensayo de modo tradicionales son la extrusión difícil obtener precisa la fuerza de compresión de datos del diafragma.
Recientemente, Shutian Yan EE.UU. Universidad del Estado de Michigan y otras personas en los CelgardR 2400 de membrana y compresión características de la DMC se estudió en el aire utilizando el principio capacitivo. La siguiente figura muestra una reconstrucción tridimensional de CelgardR modelo 2500, el modelo puede ser visto desde el diafragma hay diferencias significativas en la transversal TD dirección, MD y la dirección longitudinal de la estructura de espesor TTD, que es la causa raíz diferencias significativas en las tres direcciones de la resistencia mecánica de la membrana.
Principio del método de ensayo de diseño capacitivo Shutian Yan se muestra a continuación. Aparato experimental consta esencialmente de dos discos de vidrio liso vertical, por un método de pulverización catódica con magnetrón en una posición central de la oblea de vidrio recubierto con un metal gruesa capa de 5 nm recubrimiento de tungsteno, como dos electrodos de un condensador. durante la prueba, la oblea es necesaria para producir un separador de 3 mm, la membrana 3 una muestra colocada en la parte inferior, respectivamente, como se muestra en la figura tres posiciones, y dos hojas de vidrio superior e inferior Se aplica presión para deformar el diafragma, lo que provoca que cambie la distancia entre los dos electrodos de tungsteno, lo que provoca un cambio en la capacitancia, que se puede calcular midiendo el cambio de capacitancia entre los dos electrodos de tungsteno Calcule la tensión del diafragma.
Las dos membranas utilizados en la prueba, de modo que el espesor total del separador es de aproximadamente 50 um, para reducir los errores en la prueba. La siguiente figura es un gráfico de la capacitancia entre la fuerza externa, se pueden ver en el principio, el corto alcance interior, diafragma por una pequeña fuerza, la capacitancia se incrementa mucho (mucho mostró un diafragma espesor reducido), que puede ser irregular o rugosa seco las rebabas de los bordes de la superficie de la membrana, dando como resultado un tiempo de parada de vidrio no está completamente en contacto con el comienzo del separador, con Con el aumento de la presión aplicada, el área de contacto entre el diafragma y la lámina de vidrio también aumenta gradualmente, y la capacidad de compresión del diafragma también aumenta significativamente.
El análisis cuidadoso de curvas de presión y de tensión (Fig d) se puede encontrar la curva de tensión-deformación se puede dividir en cuatro áreas: a) una región de contacto inicial; 2) una región lineal; 3) dando región; 4) de compactación región en la que la región 1 es como. se analizó anteriormente, ya que el contacto imperfecto entre la membrana y la lámina de vidrio, por lo que en pequeña presión, tendrá una mayor deformación. región 2 se produce principalmente región lineal de la deformación del diafragma. 3 muestra la región de separador alcanzado Límite de rendimiento, mientras que la Zona 4 es una zona de compactación común para materiales porosos.
Cuando se utiliza región Shutian Yan 2 y cuatro pares de módulo elástico del área del diafragma se calculó, tensión en el rango de la región 2, el módulo de elasticidad en el separador de aire Celgard 2400 era 0,191 ± 0.020GPa, membrana elástica en el DMC módulo de 0.165 ± 0.020GPa. módulo de elasticidad del diafragma del diafragma en la dirección del espesor TD en la resistencia a la tracción transversal está muy cerca, que está relacionada con la estructura del separador, Celgard 2400 membrana es un PP monocapa por el proceso de estirado en seco paralela a la lámina hecha en el proceso de estiramiento, la membrana se abrió originalmente apilados juntos, estirada membrana se compone principalmente de las hojas de nano-fibras amorfas entre la semi-cristalina y copos, como se describe en el presente documento primero muestra en la imagen, en el que la dirección MD longitudinal, predominantemente nano-fibras amorfas en tensión, en la dirección longitudinal y el espesor TTD dirección TD, están hechos de la lámina semi-cristalino en tensión, y desde el diafragma en la dirección TD que tiene una TTD similares La estructura, el módulo elástico en la dirección del espesor del separador y la resistencia a la tracción en la dirección transversal TD están relativamente cerca uno del otro.
región Strain alcanza el diafragma 4, el módulo elástico en el separador de aire Celgard 2400 era 0,270 ± 0.004GPa, módulo de elasticidad en la DMC era 0,386 ± 0.035GPa, causa diafragma DMC mayor capacidad de compresión Es posible que parte del DMC atrapado en los poros dentro de la membrana después de que la membrana se comprimiera en el área compactada desempeñara el papel de una membrana.
Con el fin de simular presionando el diafragma estar en una célula real, y la estructura Shutian Yan NMC también positiva, 'separador de PP / NMC electrodo positivo separador / PP' de tres capas de material compuesto tiene un análisis elástico módulo extrusión, resultados de las pruebas muestran que el cátodo de aire NMC presionando el módulo elástico fue 1,084 ± 0.029GPa, el módulo elástico de DMC era 0,892 ± 0.033GPa, este valor es significativamente mayor que el LCO electrodo positivo (0.232GPa) y LiNiCoAlO2 positivo (0.610GPa).
Y '/ separador PP separador / NMC cátodo PP' el módulo de elasticidad de la estructura compuesta de tres capas extruida está en 0.362GPa aire, el módulo elástico de DMC era 0.336MPa. De acuerdo con los principios de la módulo de elasticidad de la mezcla, tris el módulo elástico de la estructura de capas de material compuesto se puede obtener por la siguiente fórmula de cálculo, pero el resultado de la prueba real no es totalmente coherente con los resultados predichos teóricas, lo que sugiere que la interacción entre el electrodo positivo y el NMC separador es bien conocido, la extensión de la superficie del electrodo positivo NMC áspero seco mucho mayor la superficie de vidrio, por lo que cuando el NMC apretó superficie del electrodo positivo en una posición de proyección en el diafragma será primero se presiona, en un proceso de extrusión posterior, la superficie del electrodo positivo NMC producirá seca áspera efecto limitativo sobre el diafragma, esto también tiene un módulo de elasticidad del separador de impacto, que también conduce a resultados con una desviación a partir del resultado de predicción.
Con el fin de simular presionando el diafragma estar en una célula real, y la estructura Shutian Yan NMC también positiva, 'separador de PP / NMC electrodo positivo separador / PP' de tres capas de material compuesto tiene un análisis elástico módulo extrusión, resultados de las pruebas muestran que el cátodo de aire NMC presionando el módulo elástico fue 1,084 ± 0.029GPa, el módulo elástico de DMC era 0,892 ± 0.033GPa, este valor es significativamente mayor que el LCO electrodo positivo (0.232GPa) y LiNiCoAlO2 positivo (0.610GPa).
Y '/ separador PP separador / NMC cátodo PP' el módulo de elasticidad de la estructura compuesta de tres capas extruida está en 0.362GPa aire, el módulo elástico de DMC era 0.336MPa. De acuerdo con los principios de la módulo de elasticidad de la mezcla, tris el módulo elástico de la estructura de capas de material compuesto se puede obtener por la siguiente fórmula de cálculo, pero el resultado de la prueba real no es totalmente coherente con los resultados predichos teóricas, lo que sugiere que la interacción entre el electrodo positivo y el NMC separador es bien conocido, la extensión de la superficie del electrodo positivo NMC áspero seco mucho mayor la superficie de vidrio, por lo que cuando el NMC apretó superficie del electrodo positivo en una posición de proyección en el diafragma será primero se presiona, en un proceso de extrusión posterior, la superficie del electrodo positivo NMC producirá seca áspera efecto limitativo sobre el diafragma, Esto también afectará el módulo elástico del diafragma, lo que también conduce a una cierta desviación de los resultados de la prueba de los pronosticados.
