Chúng ta đều biết về pin. và chúng ta đã quen với cách chúng làm việc. pin đảm bảo thiết bị điện tử di động của chúng ta (điện thoại, máy tính xách tay, v. v.). sạc đầy đủ. nhưng hầu hết chúng ta không hiểu pin hoạt động như thế nào. Nhưng nếu anh không lo, nó sẽ giúp ích đấy. tài liệu này đơn giản hóa và giải thích mọi thứ bạn cần biết về vách ngăn pin.
Bắt đầu nào.
Màng ắc quy là gì?
cấu trúc pin lithium-ion
các tấm ván là màng xuyên qua giữa các cực điện và cực điện. Đây là hai điện cực của pin.
ngăn cách hai điện cực để tránh mạch điện ngắn. cực dương là cực dương, cực âm là cực dương.
thêm vào đó, bộ tách rời là một phần quan trọng. nó hoạt động như một đường dẫn điện tử vào và ra khỏi điện cực hay điện cực. các vách ngăn pin phải lỗ để cho phép truyền lithium-ion.
hiệu năng và hiệu quả của pin lithium-ion phụ thuộc vào hiệu năng và cấu trúc của màng.
chức năng của tấm ván pin là gì?
chức năng của bộ phân tích pin là để tránh mạch điện ngắn để đảm bảo an toàn.
Nhưng đó không phải là tất cả.
chức năng chính của tấm ván là cho phép ion di chuyển an toàn. đó là lý do tại sao pin của bạn được sạc điện tử.
khi pin được sạc, điện tử di chuyển từ cực điện sang cực điện. khi điện tử di chuyển từ cực điện sang cực điện, pin được phát điện.
cấu trúc của tấm pin là gì?
cấu trúc này bao gồm ba phần: cực điện, cực điện và màng lỗ. Đơn giản, phải không?
Hãy nhìn vào bức ảnh bên dưới.
cấu trúc tế bào AA
chuyển động điện tử đến từ cực dương hoặc cực dương. điện cực là âm và điện cực là dương, tùy thuộc vào việc sạc pin hoặc giải phóng pin.
các vách ngăn là lỗ, cho phép điện tử di chuyển. để tăng hiệu quả, các bộ tách thường bao gồm các màng polymer tạo nên các lớp lưới.
Mặc dù mắt người không thể nhìn thấy chúng, nhưng chúng cho phép ion lithium di chuyển.
không có màng, chức năng của pin là vô hiệu. khi pin phụ là lý tưởng (tự phóng điện), màng polyolefine lỗ hổng kiểm soát rò rỉ ion.
lớp vi lỗ không cho phép dẫn điện và do đó luôn hoạt động như một chất cách điện.
điều duy nhất đáng chú ý là nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ tách. nếu nhiệt độ tăng lên đến một mức độ nhất định, các lỗ sẽ bị chặn và đóng lại. vì vậy, nó ngăn chặn sự chuyển động của ion lithium.
những vật liệu nào tạo ra những vách ngăn thương mại pin?
Vật liệu này phải là không có dây dẫn. Nó sẽ rất tuyệtchịu nhiệt(sẽ được giải thích sau trong tài liệu này).
các nhà sản xuất sử dụng các loại pin lithium-ion được sạc bằng các loại polyolefin đặc biệt. vật liệu polyolefin được làm từ polyethylene và polypropylene.
vì tính chất cơ khí, sự ổn định hóa học, polyolefin là ưu tiên. công ty cũng thích polyolefin vì nó rẻ.
Hình dưới đây là một ngăn cách pin nhựa, vì vậy nó phù hợp với pin sạc.
Nguồn: Plastic Huntay.com
ngoài polyolefin, các vật liệu khác bao gồm:
polyvinylchloride
sơn bằng gốm sứ nylon
polyester
amiăng
kính và
tetrafluorethylene.
phương pháp sản xuất pin
cũng giống như cấu trúc của nó, quá trình sản xuất các tấm ván pin cũng rất đơn giản. phương pháp này được làm bằng cách kéo giãn hoặc làm ướt vật liệu polyolefin.
quá trình sấy khô bao gồm việc sử dụng lực cơ học để tạo ra các lỗ. và áp dụng cho mật độ năng lượng cao hơn.
phương pháp ướt bao gồm việc thêm các phụ gia vào vật liệu phim nhựa. Vì vậy, đây là một quá trình hóa học tạo ra các lỗ chân lông.
mặc dù đơn giản, quá trình sấy khô sẽ làm cho các lỗ chân lông có kích cỡ khác nhau. kết quả là hiệu quả của bộ tách rời giảm xuống. Quá trình sấy khô cũng làm mờ màng, giảm thiểu độ mạnh của nó.
Công nghệ ẩm ướt hơi phức tạp một chút và cũng đắt đỏ. may mắn thay, nó tạo ra một lỗ hổng tương tự. kết quả là độ ẩm được cải thiện.
lưu ý: độ ẩm là khả năng” làm ẩm” màng ắc quy với dung dịch điện phân của nó. mặc dù phương pháp ướt có hiệu quả, nhưng nó không làm tăng lượng điện phân.
những đặc tính của tấm ván pin là gì?
câu hỏi này sẽ giúp bạn hiểu những gì là một tấm ván phụ trợ tốt. các màng ngăn không chỉ chịu trách nhiệm về hiệu quả của pin, mà còn chịu trách nhiệm về an toàn.
bằng cách xem xét các thuộc tính khác nhau của chúng, chúng ta có thể hiểu được hai nhu cầu này tốt nhất (hoặc hiệu quả và an toàn). Vậy thì bắt đầu thôi.
pin lithium-ion
1, sự ổn định hóa học
như chúng ta đã biết, các màng ắc quy phải có khả năng dẫn điện. Điều đó có nghĩa là, các màng không nên phản ứng với các cực dương hoặc cathode.
ngoài ra, các màng cần phải duy trì sự ổn định hóa học. một lần nữa, nó đảm bảo rằng màng không phản ứng với chất điện phân lỏng. sự ổn định này giúp cho pin vượt qua sự thoái hóa.
2, độ dày và cường độ cơ học
mục tiêu là phát triển một loại pin mỏng mà không mất đi sức mạnh cơ học của nó. Nói cách khác, khi mỏng pin lithium-ion, nó giúp giảm năng lượng và mật độ năng lượng của nó.
với điều này, các nhà sản xuất pin cần đảm bảo rằng nó có đủ độ chứng kéo. nó giúp ngăn chặn việc kéo dài pin, đặc biệt là trong quá trình cuộn tròn.
3, độ lỗ và mật độ lỗ
mục đích là làm cho các vách ngăn có mật độ lỗ cao. nó chứa chất điện phân và cho phép ion lithium di chuyển tự do giữa các điện cực.
các vách ngăn không nên quá lớn, cũng không nên quá nhỏ. lỗ hổng phải đủ rộng để đóng khi pin tắt.
chúng tôi sử dụng tỷ lệ phần trăm để đo độ xốp. mức độ lỗ thủng trung bình là 40%. vâng, các lỗ nên được phân bố đều đặn.
4. Khả năng chịu nhiệt
và bộ tách phải chịu được một phạm vi nhiệt độ lớn. ở nhiệt độ rất cao, nó không nên bị uốn cong hay nhăn nheo. bộ tách phải được tắt ở một chất lượng nhỏ hơn điểm nóng chảy của polymerHot Yi sụp đổvâng. về cơ bản, đó là quá trình đun sôi.
những thách thức của pin (và giải pháp)?
Vâng, có những tiến bộ trong việc cải thiện hiệu năng của pin lithium-ion. tuy nhiên, có rất nhiều thách thức.
hầu hết những thách thức này đến từ những nhu cầu mới. ví dụ, bạn cần và yêu cầu pin chịu nhiệt nhiệt độ cao.
Ngoài ra, bạn cũng cần pin có thể được sử dụng trong thời gian dài mà không làm hư hỏng các thuộc tính của pin.
một số thách thức trong việc sản xuất màng pin bao gồm:
a) cần phải sản xuất các vách ngăn mỏng hơn
b) tăng độ ẩm
c) cải thiện hiệu năng nhiệt độ cao của pin
hãy để tôi giải thích thêm về những thách thức này.
nhu cầu về hiệu suất nhiệt ổn định là do sự phát minh của lưới điện và xe điện. cả hai phát minh này đều cần pin nặng để chịu nhiệt độ cao.
các nhà sản xuất đang cải thiện hiệu năng của pin bằng các vật liệu mới. tính ổn định nhiệt tốt hơn so với polyolex.
nhu cầu tăng cường độ ẩm là do sự không tương thích của polyolefin. sự lựa chọn của polymer không tương thích với vật liệu điện phân thông thường.
chất điện phân truyền thống mới có tính chất điện tử cao. điều này giúp rút ngắn quá trình sản xuất pin.
đồng thời, sự không tương thích của polyolefin dẫn đến sự phân bố không đồng đều của dòng điện. kết quả là pin chính không thể sạc điện tử của bạn đủ lâu.
Cuối cùng, mọi người luôn yêu cầu pin mỏng hơn. Không có gì ngạc nhiên, đó là một thử thách. pin cần các điện cực dày hơn để chứa nhiều điện hơn. Tuy nhiên, công ty đang phát triển các lớp polyolefin đặc biệt để tăng trọng lượng phân tử cao của LID.
pin lithium-ion có tiến triển gì không?
các nhà sản xuất chiếu sáng để cải thiện hiệu năng của các màng pin.
Công ty đã phát triển các phương pháp độc đáo (có thể được cấp bằng sáng chế) để tăng cường độ ẩm và ổn định nhiệt. hãy xem xét một số cải tiến đã được thực hiện.
pin lithium-ion
a) trang trí các tấm ván bằng các hạt nano silicon
quy trình này bao gồm việc gắn các hạt nano silicon vào các lỗ hổng và các bức tường. kết quả mong đợi là cải thiện độ ẩm của chất điện phân. phương pháp này cũng tăng cường khả năng chịu nhiệt của pin.
trong khi vật liệu màng tăng khả năng chịu nhiệt, các hạt nano silicon tăng khả năng làm ẩm.
b) sử dụng phương pháp chuyển đổi giai đoạn để sản xuất các loại pei mới
quy trình này liên quan đến việc sử dụng pd và bpada để sản xuất màng. điều này rất hữu ích, bởi vì bộ phận ắc quy bây giờ có các tính chất tốt hơn. ví dụ, bộ tách rời có thể xử lý một phạm vi lớn của dẫn điện.
Pei cũng giúp giảm thiểu sự giãn nở của pin. do đó, nó dẫn đến sự hút điện phân nhanh chóng.
và tốt hơn nữa, độ ổn định nhiệt của ống phân ắc quy là 220 độ c.
c) hydro gây ra liên kết (hc)
công nghệ này liên kết với các vách ngăn PP. hiệu ứng là sự tương quan giữa chất điện phân của polyolefin.
thông qua sự sửa đổi này, pin lithium-ion có khả năng giữ lại cao. và sức đề kháng bên trong của pin cũng rất thấp.
kết luận
như chúng ta thấy, ống phân ắc là một màng xuyên qua, hoạt động như một bộ cách ly. Nó tách điện cực ( âm cực) khỏi điện cực ( dương cực).
là một vật liệu quan trọng, bởi vì nó quyết định hiệu quả của pin. sử dụng màng độ tin cậy thấp, chất lượng pin thứ hai cũng thấp.
các nhà sản xuất pin đang phát triển công nghệ mới cho pin để nâng cao hiệu suất. Ví dụ, loại pin thứ hai này có thể được sử dụng trong bảng mạch in (PCB), có sẵn từ WellPCB.