粘合剂材料负责亚博网站下载将活性材料颗粒放在锂离子电池(LIB)的电极中,以保持电极和触点之间的牢固连接。yabo214这些结合材料通常是惰性的,并亚博网站下载且在电池的制造性中起重要作用。
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粘合剂必须是柔性的,在电解质中不溶性,化学和电化学稳定且易于应用于电极。正向阴极的粘合剂也需要抗氧化。阴极的常见粘合剂材料是聚偏二氟化物,而常见的阳极粘合剂材料是苯乙烯丁二烯共聚物。随着电极材料的推进,还需要亚博网站下载提高新电极材料性能的粘合剂材料。
图1。用于制造锂离子电池(LIB)的材料的亚博网站下载特性对于电池性能至关重要
分离器是一类膜,可以使阳极和阴极的物理分离,使电解质内的离子在两个电极之间流动,同时阻止电子以防止短路。
从本质上讲,分离器必须高度多孔,良好的电子绝缘体和良好的离子导体。它们也通常由聚集蛋白,陶瓷或聚合物/陶瓷混合物等聚合物制成。当电池过热时,分离器还可以通过停止离子流量来充当LIB中的安全装置。
分离器和粘合剂的开发和进步与LIB中的电极材料的开发相比,尽管它们的性质是电池总体性能和安全性的关键因素,但其关注度较低。在上一篇文章中,我们概述了电极材料的重要微观结构特性以及如何分析它们。亚博网站下载
本文概述了分离器和活页夹材料属性的分析以及如何控制这些材料的性能,以使用一系列方法来优化电池的生产性和性能。亚博网站下载
图2。锂离子电池的示意图。
孔隙率
高孔隙率是LIB中的重要且可取的特性,因为它提供了恒定的离子流并允许分离器充当电解质储层 - 众所周知,这会增加分离器持有的电解质量,并提供能量密度的增加并减少自由中产生的热量。但是,孔隙率不能太高,因为毛孔需要足够小以在电池过热时关闭,从而使分离器可以作为安全关闭。在典型的电池系统中,LIB分离器的孔隙率为40%。
可以使用液体和气体吸收方法来测量孔隙率。微观计量学提供了许多用于测量分离器材料孔隙率的仪器溶液。亚博网站下载其中包括ACCUPYC 1340,Tristar II Plus和Autopore V,分别使用气体位移,气体吸附和汞位移方法来测量材料中的孔隙率(S)。
孔的大小和形状
为了防止电极内的颗粒进入分离器,yabo214分离器的孔需要小于电极中颗粒的尺寸。因此,分离器通常在亚微米尺度上具有孔。小而曲折的孔也可以防止树突状锂穿透。锂树突不希望,是电池内短路的常见原因,因为它们的生长会导致电极之间的连接。怀疑2016年三星Galaxy Note 7火灾是由树突状锂生长引起的。
整个孔的均匀大小有助于防止电极电流密度的不均匀离子流和波动。这些可能是一个问题,因为它们使电池的一部分比其他电池更大,从而导致电池的寿命降低。
微观计量学提供了使用汞孔隙法的孔径分布测量,以自动孔V(3.6 µm孔)和Tristar Plus的形式提供甚至较小的孔径。微观计量学还提供了PENOM PRO扫描SEM作为理想的桌面SEM仪器,以测量毛孔的大小和结构。
Zeta潜力
Zeta电位可深入了解类似电荷的相邻粒子之间的静电排斥量。yabo214在LIBS中,Zeta电位测量了分离器和电解质之间的亲和力,以及系统的整体稳定性,ZETA电位阻碍或帮助电解质的分离器流动。因此,Zeta电位测量可用于了解分离器的传输机制并调整其以改善电池的循环寿命。MirtoMetrics提供了纳米曲线HD,以确定具有出色性能的各种材料的粒度和ZETA电位。亚博网站下载
结论
尽管分离器和粘合剂材料通常用于LIB应用中,但仍然需要进一亚博网站下载步研究以提高性能,提高电池寿命并降低成本。在该领域开发新材料的研究人员需要快速准确评估相关材料特性的设备,例如孔亚博网站下载隙度,孔径和形状和Zeta潜力。app亚博体育微观计量学拥有广泛的仪器组合,可以满足这些需求,并帮助研究人员优化其材料并开发下一代电池。亚博网站下载
参考和进一步阅读
- Yoshio M,Brodd RJ,Kozwa A,“锂离子电池:科学与技术” Springer,2009亚博老虎机网登录年。
- http://www.micromeritics.com/repository/files/battery_brochure_2016_v2.pdf8月3日访问路,2017年。
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- 张SS,“对液体电解质锂离子电池分离器的评论”,《电源杂志》,164:351-364,2007。
- http://www.electronicproducts.com/power_products/batteries_and_fuel_cells/what_are_are_dendrites_and_and_why_do_do_to_they_cause_fires_fires_in_in_lithium_batteries.aspx8月3日访问路,2017年。
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