リチウムイオン電池用のリチウムイオン電池セパレーターの使用は何ですか?その加工技術は何ですか?-リチウム - イオン電池装置
リチウムイオン電池は現代の高性能電池の代表であり、正極材料、負極材料、セパレーター、電解質の4つの重要な部分で構成されています。なかでも、セパレータは、微多孔構造を有する薄膜である。これは、リチウムイオン電池産業チェーンで最も技術的な障壁を持つ重要な内部コンポーネントです。リチウムイオン電池では、次の2つの重要な目的を果たします。リチウムイオン電池の分離。正負極は、短絡を形成するために正負極間の接触に注意してください。b.フィルムの微細孔は、リチウムイオンを通過させ、充放電回路を形成することができます。
リチウムイオン電池のセパレーター加工技術は複雑で、技術的な障壁が高い
高性能リチウムイオン電池には、均一な厚さと優れた機械的特性(引張強度と耐パンク性を含む)、通気性、および物理的および化学的特性(濡れ性、化学的安定性、熱安定性、安全性を含む)を備えたセパレータが必要です。
セパレータの品質は、リチウムイオン電池の容量、サイクル容量、安全性能、およびその他の特性に直接影響することが理解されています。優れたセパレーターは、バッテリーの全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。
リチウムイオン電池セパレーターの多くの特性とそれらの性能指標のバランスの難しさは、その加工技術の障壁が高く、研究開発が難しいことを決定づけます。セパレーター加工技術には、原材料の処方と迅速な処方調整、マイクロポアの準備技術、機器一式の完全な独立した設計、およびその他の多くのプロセスが含まれます。その中で、ミクロ孔調製技術はリチウムイオン電池セパレータ調製工程の中核である。微細孔形成メカニズムの違いに基づいて、セパレータプロセスは乾式法と湿式法の2種類に分けることができます。
乾式セパレーターは、延伸方向に応じてシングルストレッチとダブルストレッチに分けられます。
乾式分離プロセスは、分離器の準備プロセスで最も一般的に使用される方法です。このプロセスは、高分子ポリマー、添加剤、その他の原料を混合して均一な溶融物を形成することです。押し出し中、引張応力下でラメラ構造が形成され、ラメラが熱分解されます。この構造は、硬い弾性ポリマーフィルムを取得し、それを特定の温度で延伸してスリット状の微細孔を形成し、熱固定後に微多孔フィルムが得られる。現在、乾式プロセスには、主に乾式一軸延伸と二軸延伸が含まれます。
ドライシングルプル
乾式単一描画では、流動性が高く分子量の低いポリエチレン(PE)またはポリプロピレン(PP)ポリマーを使用します。硬質弾性繊維の製造原理を使用して、最初に高配向性と低結晶性のポリオレフィンキャストシートを調製します。低温延伸で銀の筋などの微小欠陥が形成された後、高温アニールを使用して欠陥を引き離し、均一な孔径と一軸配向の微多孔膜が得られます。
ドライシングル描画プロセスフローは次のとおりです。
1)供給:PEやPPなどの原材料や添加剤を式に従って前処理した後、押出システムに輸送されます。
2)鋳造:事前に解決された原材料は、押出システムで溶融および可塑化され、次に溶融物がダイから押し出されます。溶融物は、キャスト後に特定の結晶構造を有するベースフィルムを形成する。
3)熱処理:ベースフィルムを熱処理して、硬い弾性フィルムを得る。
4)延伸:硬質弾性フィルムを冷間延伸および熱延伸してナノポーラスフィルムを形成する。
5)切断:顧客の仕様に従って、ナノ微多孔膜を完成した膜に切断します。
リチウムイオン電池セパレーター加工技術
ドライ単一描画プロセス
ドライダブルプル
乾式二重延伸プロセスは、中国科学院化学研究所によって開発された独立した知的財産権を持つプロセスであり、私の国ではユニークなセパレータ製造プロセスでもあることが理解されています。PPのベータ結晶形は六方晶系であるため、単結晶核生成、ウェーハはゆるく配置されており、半径方向に発散する束に成長するラメラ構造を持ち、完全な球晶構造を持っていません。熱および応力用途に適しています。より緻密で安定したアルファ結晶に変身し、大量の衝撃エネルギーを吸収した後、材料内部に穴が形成されます。このプロセスは、PPに核生成目的のベータ結晶改質剤を追加し、PPの異なる相間の密度差を利用して、延伸プロセス中に結晶変換を引き起こして微細孔を形成します。(リチウムイオン電池装置)
ドライ二重描画プロセスフローは次のとおりです。
1)給餌:PPや細孔形成剤などの原材料は、式に従って前処理され、押出システムに輸送されます。
2)テープキャスティング:ベータ結晶含有量が高く、ベータ結晶形態の均一性が高いPPテープキャストシートを取得します。
3)縦延伸:キャストシートは特定の温度で縦方向に延伸され、引張応力下で穴を形成しやすいというベータ結晶の特性を利用して細孔が発生します。
4)横延伸:サンプルを高温で横方向に延伸して細孔を拡大すると同時に、細孔径分布の均一性を向上させます。
5)成形と巻き取り:セパレータを高温で熱処理することにより、熱収縮率が低下し、寸法安定性が向上します。
湿式セパレーターは、延伸方向に応じて非同期と同期に同時に分割されていますか?
湿式プロセスは、熱誘起相分離の原理を使用して可塑剤(高沸点炭化水素液体または比較的低分子量の一部の物質)をポリオレフィン樹脂と混合し、溶融混合物の冷却プロセス中に固液相または固液相の発生を利用します。液液相分離の現象は、フィルムをプレスし、融点に近い温度に加熱してから引き伸ばして分子鎖配向を一定にすることです。一定時間保温した後、揮発性溶媒(塩化メチレンやトリクロロエチレンなど)を使用して可塑剤を除去し、フィルムから抽出し、相互接続されたサブミクロンサイズの微多孔膜材料にします。
湿式プロセスは、薄い単層PEセパレーターの処理に適しています。これは、セパレータ製品の厚さの均一性が向上し、物理的、化学的、機械的特性が向上した準備プロセスです。延伸中に配向が同時であるかどうかに応じて、湿式プロセスは、湿式双方向非同期延伸プロセスと双方向同期延伸プロセスの2つのタイプに分類することもできます。
湿式非同期延伸プロセスフローは次のとおりです。
1)供給:式に従ってPE、細孔形成剤および他の原料を前処理し、それらを押出システムに輸送する。
2)鋳造:事前に解決された原材料は、二軸スクリュー押出システムで溶融および可塑化され、次に溶融物がダイから押し出されます。鋳造後、溶融物は細孔形成剤を含む鋳造厚シートを形成する。
3)縦延伸:鋳造厚板の縦延伸。
4)横延伸:縦延伸後のキャスト厚シートを横方向に延伸し、造孔剤を含有する基材フィルムを得る。
5)抽出:ベースフィルムを溶媒で抽出し、細孔形成剤なしでベースフィルムを形成します。
6)成形:孔形成剤なしでベースフィルムを乾燥させて成形し、ナノポーラス膜を得る。
7)切断:顧客の仕様に従って、ナノ微多孔膜を完成した膜に切断します。
湿式同期延伸技術のプロセスフローは、基本的に非同期延伸技術と同じですが、延伸中に横方向と縦方向の両方に同時に配向できるため、個別の縦方向延伸プロセスが不要になり、セパレータの厚さの均一性が向上します。ただし、同期ストレッチの問題は、第一に車両の速度が遅いこと、第二に調整機能がわずかに悪いことです。横方向の延伸倍率のみを調整でき、縦方向の伸縮率は固定されています。
ダイヤフラム製品の性能は、基材と製造プロセスの影響を受けます。セパレータの安定性、一貫性、および安全性は、リチウムイオン電池の放電率、エネルギー密度、サイクル寿命、および安全性に決定的な影響を及ぼします。乾式セパレーターと比較して、湿式セパレーターは、厚さの均一性、機械的特性(引張強度、耐パンク性)、通気性、および物理的および化学的特性(濡れ性、化学的安定性、安全性)の点で優れた材料特性を備えています。それは優れており、電解質の吸収と保持を助長し、バッテリーの充電、放電、サイクル能力を向上させます。大容量バッテリーに適しています。製品強度の観点から、湿式セパレーターの総合性能は乾式セパレーターよりも強力です。
湿式プロセスセパレータにも欠点があります。母材の制限による熱安定性の悪さに加えて、それらのほとんどは非製品要因です。たとえば、大量の溶剤が必要であり、環境汚染を引き起こしやすくなります。乾式プロセスと比較して、設備は複雑で、投資額は大きいです。、長いサイクル、高コスト、高エネルギー消費、困難な処理、低い処理効率など。湿式セパレーターでは、双方向同期延伸技術により、横方向と縦方向の両方に同時に配向できるため、個別の縦方向延伸プロセスが不要になり、セパレータの厚さの均一性が高まります。透明性が高く、傷がなく、光学特性に優れています。優れた表面特性を持ち、最高の総合性能を備えたセパレータです。ハイエンドセパレーター市場で重要な位置を占めており、現段階では市場で最も高性能なリチウムイオン電池セパレーターでもあります。
アラミド被覆セパレーター
アラミド繊維は高機能繊維として、400°Cを超える高温に耐える耐熱性と優れた難燃性を備えており、熱にさらされると生地が溶けるのを効果的に防ぐことができます。コーティングは、高耐熱性アラミド樹脂の複合溶液です。一方では、セパレータの耐熱性を大幅に向上させ、独立気泡特性と耐熱性の包括的な組み合わせを実現できます。
一方、アラミド樹脂の電解液への親和性が高いため、セパレータは液体を濡らし、吸収し、保持する能力が良好であり、この優れた高い濡れ性により、電池のサイクル寿命を延ばすことができます。さらに、アラミド樹脂とフィラーは、セパレータの耐酸化性を向上させることができるため、高電位を達成し、エネルギー密度を高めることができます。
リチウムイオン電池のセパレーター加工技術は複雑で、技術的な障壁が高い
高性能リチウムイオン電池には、均一な厚さと優れた機械的特性(引張強度と耐パンク性を含む)、通気性、および物理的および化学的特性(濡れ性、化学的安定性、熱安定性、安全性を含む)を備えたセパレータが必要です。
セパレータの品質は、リチウムイオン電池の容量、サイクル容量、安全性能、およびその他の特性に直接影響することが理解されています。優れたセパレーターは、バッテリーの全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。
リチウムイオン電池セパレーターの多くの特性とそれらの性能指標のバランスの難しさは、その加工技術の障壁が高く、研究開発が難しいことを決定づけます。セパレーター加工技術には、原材料の処方と迅速な処方調整、マイクロポアの準備技術、機器一式の完全な独立した設計、およびその他の多くのプロセスが含まれます。その中で、ミクロ孔調製技術はリチウムイオン電池セパレータ調製工程の中核である。微細孔形成メカニズムの違いに基づいて、セパレータプロセスは乾式法と湿式法の2種類に分けることができます。
乾式セパレーターは、延伸方向に応じてシングルストレッチとダブルストレッチに分けられます。
乾式分離プロセスは、分離器の準備プロセスで最も一般的に使用される方法です。このプロセスは、高分子ポリマー、添加剤、その他の原料を混合して均一な溶融物を形成することです。押し出し中、引張応力下でラメラ構造が形成され、ラメラが熱分解されます。この構造は、硬い弾性ポリマーフィルムを取得し、それを特定の温度で延伸してスリット状の微細孔を形成し、熱固定後に微多孔フィルムが得られる。現在、乾式プロセスには、主に乾式一軸延伸と二軸延伸が含まれます。
ドライシングルプル
乾式単一描画では、流動性が高く分子量の低いポリエチレン(PE)またはポリプロピレン(PP)ポリマーを使用します。硬質弾性繊維の製造原理を使用して、最初に高配向性と低結晶性のポリオレフィンキャストシートを調製します。低温延伸で銀の筋などの微小欠陥が形成された後、高温アニールを使用して欠陥を引き離し、均一な孔径と一軸配向の微多孔膜が得られます。
ドライシングル描画プロセスフローは次のとおりです。
1)供給:PEやPPなどの原材料や添加剤を式に従って前処理した後、押出システムに輸送されます。
2)鋳造:事前に解決された原材料は、押出システムで溶融および可塑化され、次に溶融物がダイから押し出されます。溶融物は、キャスト後に特定の結晶構造を有するベースフィルムを形成する。
3)熱処理:ベースフィルムを熱処理して、硬い弾性フィルムを得る。
4)延伸:硬質弾性フィルムを冷間延伸および熱延伸してナノポーラスフィルムを形成する。
5)切断:顧客の仕様に従って、ナノ微多孔膜を完成した膜に切断します。
リチウムイオン電池セパレーター加工技術
ドライ単一描画プロセス
ドライダブルプル
乾式二重延伸プロセスは、中国科学院化学研究所によって開発された独立した知的財産権を持つプロセスであり、私の国ではユニークなセパレータ製造プロセスでもあることが理解されています。PPのベータ結晶形は六方晶系であるため、単結晶核生成、ウェーハはゆるく配置されており、半径方向に発散する束に成長するラメラ構造を持ち、完全な球晶構造を持っていません。熱および応力用途に適しています。より緻密で安定したアルファ結晶に変身し、大量の衝撃エネルギーを吸収した後、材料内部に穴が形成されます。このプロセスは、PPに核生成目的のベータ結晶改質剤を追加し、PPの異なる相間の密度差を利用して、延伸プロセス中に結晶変換を引き起こして微細孔を形成します。(リチウムイオン電池装置)
ドライ二重描画プロセスフローは次のとおりです。
1)給餌:PPや細孔形成剤などの原材料は、式に従って前処理され、押出システムに輸送されます。
2)テープキャスティング:ベータ結晶含有量が高く、ベータ結晶形態の均一性が高いPPテープキャストシートを取得します。
3)縦延伸:キャストシートは特定の温度で縦方向に延伸され、引張応力下で穴を形成しやすいというベータ結晶の特性を利用して細孔が発生します。
4)横延伸:サンプルを高温で横方向に延伸して細孔を拡大すると同時に、細孔径分布の均一性を向上させます。
5)成形と巻き取り:セパレータを高温で熱処理することにより、熱収縮率が低下し、寸法安定性が向上します。
湿式セパレーターは、延伸方向に応じて非同期と同期に同時に分割されていますか?
湿式プロセスは、熱誘起相分離の原理を使用して可塑剤(高沸点炭化水素液体または比較的低分子量の一部の物質)をポリオレフィン樹脂と混合し、溶融混合物の冷却プロセス中に固液相または固液相の発生を利用します。液液相分離の現象は、フィルムをプレスし、融点に近い温度に加熱してから引き伸ばして分子鎖配向を一定にすることです。一定時間保温した後、揮発性溶媒(塩化メチレンやトリクロロエチレンなど)を使用して可塑剤を除去し、フィルムから抽出し、相互接続されたサブミクロンサイズの微多孔膜材料にします。
湿式プロセスは、薄い単層PEセパレーターの処理に適しています。これは、セパレータ製品の厚さの均一性が向上し、物理的、化学的、機械的特性が向上した準備プロセスです。延伸中に配向が同時であるかどうかに応じて、湿式プロセスは、湿式双方向非同期延伸プロセスと双方向同期延伸プロセスの2つのタイプに分類することもできます。
湿式非同期延伸プロセスフローは次のとおりです。
1)供給:式に従ってPE、細孔形成剤および他の原料を前処理し、それらを押出システムに輸送する。
2)鋳造:事前に解決された原材料は、二軸スクリュー押出システムで溶融および可塑化され、次に溶融物がダイから押し出されます。鋳造後、溶融物は細孔形成剤を含む鋳造厚シートを形成する。
3)縦延伸:鋳造厚板の縦延伸。
4)横延伸:縦延伸後のキャスト厚シートを横方向に延伸し、造孔剤を含有する基材フィルムを得る。
5)抽出:ベースフィルムを溶媒で抽出し、細孔形成剤なしでベースフィルムを形成します。
6)成形:孔形成剤なしでベースフィルムを乾燥させて成形し、ナノポーラス膜を得る。
7)切断:顧客の仕様に従って、ナノ微多孔膜を完成した膜に切断します。
湿式同期延伸技術のプロセスフローは、基本的に非同期延伸技術と同じですが、延伸中に横方向と縦方向の両方に同時に配向できるため、個別の縦方向延伸プロセスが不要になり、セパレータの厚さの均一性が向上します。ただし、同期ストレッチの問題は、第一に車両の速度が遅いこと、第二に調整機能がわずかに悪いことです。横方向の延伸倍率のみを調整でき、縦方向の伸縮率は固定されています。
ダイヤフラム製品の性能は、基材と製造プロセスの影響を受けます。セパレータの安定性、一貫性、および安全性は、リチウムイオン電池の放電率、エネルギー密度、サイクル寿命、および安全性に決定的な影響を及ぼします。乾式セパレーターと比較して、湿式セパレーターは、厚さの均一性、機械的特性(引張強度、耐パンク性)、通気性、および物理的および化学的特性(濡れ性、化学的安定性、安全性)の点で優れた材料特性を備えています。それは優れており、電解質の吸収と保持を助長し、バッテリーの充電、放電、サイクル能力を向上させます。大容量バッテリーに適しています。製品強度の観点から、湿式セパレーターの総合性能は乾式セパレーターよりも強力です。
湿式プロセスセパレータにも欠点があります。母材の制限による熱安定性の悪さに加えて、それらのほとんどは非製品要因です。たとえば、大量の溶剤が必要であり、環境汚染を引き起こしやすくなります。乾式プロセスと比較して、設備は複雑で、投資額は大きいです。、長いサイクル、高コスト、高エネルギー消費、困難な処理、低い処理効率など。湿式セパレーターでは、双方向同期延伸技術により、横方向と縦方向の両方に同時に配向できるため、個別の縦方向延伸プロセスが不要になり、セパレータの厚さの均一性が高まります。透明性が高く、傷がなく、光学特性に優れています。優れた表面特性を持ち、最高の総合性能を備えたセパレータです。ハイエンドセパレーター市場で重要な位置を占めており、現段階では市場で最も高性能なリチウムイオン電池セパレーターでもあります。
アラミド被覆セパレーター
アラミド繊維は高機能繊維として、400°Cを超える高温に耐える耐熱性と優れた難燃性を備えており、熱にさらされると生地が溶けるのを効果的に防ぐことができます。コーティングは、高耐熱性アラミド樹脂の複合溶液です。一方では、セパレータの耐熱性を大幅に向上させ、独立気泡特性と耐熱性の包括的な組み合わせを実現できます。
一方、アラミド樹脂の電解液への親和性が高いため、セパレータは液体を濡らし、吸収し、保持する能力が良好であり、この優れた高い濡れ性により、電池のサイクル寿命を延ばすことができます。さらに、アラミド樹脂とフィラーは、セパレータの耐酸化性を向上させることができるため、高電位を達成し、エネルギー密度を高めることができます。
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