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迈克孚微射流™均质机提升锂电池隔膜涂覆材料氧化铝的品质
2022-05-07 18:10财经 人已围观
简介锂离子电池隔膜是在锂离子电池正极和负极之间的一种聚合物隔膜,它是锂电池当中非常重要的部分。电池隔膜是用于把正/负电极隔开,避免电池内部发生短路,同时还可让锂离子自由通过...
锂离子电池隔膜是在锂离子电池正极和负极之间的一种聚合物隔膜,它是锂电池当中非常重要的部分。电池隔膜是用于把正/负电极隔开,避免电池内部发生短路,同时还可让锂离子自由通过。电池在高强度的充放电使用过程中会释放出大量热,导致电池内部温度显著升高,存在诱发隔膜破损等风险。因此,现有电池隔膜主要采用表面涂覆无机材料、耐热高分子材料或两者配合物的方法进行表面改性[1],使隔膜在达到软化温度后仍保持原有形状,防止短路现象发生,提升电池安全性。
三氧化二铝作为一种无机物,具有很高的热稳定性及化学惰性,是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。隔膜表面涂布三氧化二铝,制成有机无机复合功能性隔膜材料,显著提高了隔膜的保持电解液性能和高温尺寸稳定性,同时也保持了较好的机械性能[2]。特别是对于以聚烯烃微孔膜为基材的陶瓷隔膜,则具有更为优异的隔膜热关断作用和机械强度,更加适用于大容量锂离子动力电池的制造和使用。
研究表明,三氧化二铝陶瓷涂层的结构(包括连续性、孔隙率、孔径等)会对隔膜的性能起到关键作用。而陶瓷涂层由陶瓷粉体构成,因此,微观的粉体结构会直接影响宏观的陶瓷涂层结构,进而影响其性能。通常来说,粒径较小的陶瓷粉体易获得较好的电化学性能[3]。三氧化二铝等瓷料中容易团聚,导致粒度变大,影响粒径均匀性,使其不能很好的粘接到隔膜上,又会堵塞隔膜孔径,因而保持瓷料的均匀分散十分重要。
微射流高压均质机是一种利用微射流技术解决物料团聚,使其均匀分散的先进装备。微射流高压均质机利用成熟稳定的液压技术,在柱塞泵的作用下将液体物料增压,凭借精确压力调节使物料压力增压到20Mpa至210Mpa之间设定的压力值。被增压的物料,流向具有固定几何形状的金刚石(或陶瓷)制作的微通道并产生高速微射流,高速微射流物料在特定几何通道下产生物理剪切、高能对撞、空穴效应等物理作用力,从而使得物料达到均匀分散效果。
测试过程
固含量10%,分散溶剂:去离子水
处理条件:
测试结果
1,三氧化二铝浆料经高压微射流处理后浆料均匀度更好,粒径分布更均匀(比原材料提高 47-58%)。
2,三氧化二铝浆料经过高压微射流加工后涂覆隔膜可减轻比重,整体提升成膜率,降低成本。
3,粒径分布均匀,整体减少大颗粒,提高隔膜的穿刺强度。
4,涂料整体分散明显,均匀的颗粒度会提升倍率性和循环性能。
参考文献
[1] 温 敏,巫晓鑫,曾 钫,等. 锂电池隔膜母料用改性高 密度聚乙烯的制备及性能研究[J]. 塑料工业,2013,41 (9):118‐121.
[2] Fang J, Kelarakis A, Lin Y W, et al. Nanopartic le-coated separators for lithium-ion batteries with advanced electrochemical performance [J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2011, 13(32): 14457-14461.
[3] Takemura D, Aihara S, Hamano K, et al. A powder particle size effect on ceramic powder based separator for lithium rechargeable battery [J]. Journal of power sources, 2005, 146(1): 779-783.
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