건조 정보|리튬-이온 배터리 - 분리막 분산 솔루션의 핵심 기술을 이해하는 기사 1개

Jan 10, 2024

01 리튬{1}}이온 배터리 분리막에 대한 자세한 설명

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리튬{0}}이온 배터리는 주로 양극, 음극, 분리막, 전해질 및 기타 부품으로 구성됩니다. 충전 시 리튬이온(Li+)은 양극에서 이탈되어 전해질 내 분리막을 통과하여 음극에 도달한 후 음극 격자에 박혀 있게 됩니다. 이때, 양극은 리튬-부족 상태이고, 음극은 리튬-풍부 상태이다. 방전 중에 Li+는 리튬-이 풍부한 음극에서 빠져나와 전해질의 분리막을 통과하여 리튬-이 부족한 양극에 도달하고 음극 격자에 삽입됩니다. 이때 양극은 리튬-풍부 상태입니다. 상태에서는 음극이 리튬-부족 상태에 있습니다. 전하의 균형을 유지하기 위해 충방전 시 Li+가 양극과 음극 사이를 이동하는 동안 외부 회로에서는 동일한 수의 전자가 앞뒤로 이동하여 전류를 형성합니다.

 

02 배터리 분리막의 중요성

분리막은 리튬-이온 배터리의 중요한 부분입니다. 배터리 내부의 양극과 음극 사이에 위치하여 전자 전달을 차단하면서 리튬 이온의 통과를 보장합니다. 분리막의 성능은 배터리의 인터페이스 구조, 내부 저항 등을 결정하며, 이는 배터리의 용량, 사이클, 안전 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 우수한 분리막은 배터리의 전반적인 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

리튬 배터리 분리막의 기능은 주로 두 가지 측면에 반영됩니다.

하나는 배터리에 대한 안전 보장을 제공하는 것입니다. 분리막 재료는 먼저 양극과 음극이 단락에 접촉하거나 버, 입자 및 수지상 돌기에 의해 구멍이 나는 것을 방지하기 위해 우수한 절연성을 가져야 합니다. 따라서 분리막은 일정한 인장강도와 천공강도를 가져야 하며 쉽게 찢어지지 않습니다. 그리고 기본적으로 갑작스러운 고온 조건에서도 치수 안정성을 유지할 수 있으며 녹거나 수축하지 않아 광역적 단락과 배터리의 열 폭주가 -발생하지 않습니다.

두 번째는 리튬{0}}이온 배터리에 미세 다공성 채널을 제공하여 충전 및 방전 기능과 속도 성능을 달성하는 것입니다. 따라서 분리막은 기공률이 높고 미세기공 분포가 균일한 필름이어야 한다. 소재 자체의 특성과 필름 형성 후 기공 특성이 배터리 내 리튬 이온 이동을 제한하는데, 이는 성능 매개변수 이온 전도도에 반영됩니다.

 

03 배터리 분리막 세라믹 코팅

일반적으로 분리막 소재는 폴리올레핀으로 상온에서 충분한 기계적 특성을 제공할 수 있지만 고온에서는 극심한 열 수축이 일어나 양극과 음극 사이에 단락이 발생하고 배터리는 자연발화되거나 심지어 폭발하기 쉽습니다.

폴리올레핀 분리막의 단점을 개선하기 위해 연구자들은 많은 실험을 진행한 결과 유기 분리막에 무기 세라믹 코팅을 코팅하는 것이 최선의 해결책이라는 사실을 발견했습니다. 현재 무기 세라믹 코팅의 주요 원료는 알루미나와 보에마이트이다. 이 세라믹 복합 코팅은 분리막의 고온 저항을 크게 향상시켜 리튬{2}}이온 배터리의 고온 저항과 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 뿐만 아니라 세라믹 코팅을 적용하면 분리막의 보액 성능이 크게 향상되고 기계적 특성도 향상됩니다.

세라믹 코팅 분산을 위한 일반적인 장비는 나노 샌드밀입니다.

 

04 Yushun 지능형 나노샌드밀

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핀형 나노샌드밀

1. 대-유량 동적 분리 시스템과 고{2}}효율 분쇄 시스템을 채택하여 대유량 순환 연삭에 적합합니다. 이는 재료를 서브-미크론 및 나노미터 범위로 분쇄하고 재료의 입자 크기 분포를 개선할 수 있습니다.

2. 연삭 막대 핀의 선형 속도가 빠르고 연삭 비드에 전달되는 운동 에너지가 커서 재료에 대한 강한 충격 및 연삭 효과가 있어 입자 직경이 나노미터 방향으로 발전하는 데 도움이 됩니다.

3. Yushun nanorod pin sand mill은 재료와 접촉하는 부분에 PU 재료 또는 세라믹 재료를 사용하여 재료의 금속 오염을 방지합니다.

4. 출력이 크고 연속성이 높습니다. 나노샌드밀은 연마재에 대한 분산효과가 뛰어나 기존 볼밀에 비해 생산량이 훨씬 높고 지속적인 생산이 가능합니다.

이온 확산 상수는 입자 크기에 따라 달라지며, 나노입자의 확산은 마이크론 또는 벌크 입자의 확산보다 훨씬 빠릅니다. 그러나 더 높은 표면적은 음극의 낮은 충전 밀도 및 잠재적인 전극/전해질 반응과 같은 다른 바람직하지 않은 효과를 초래할 수도 있습니다. 따라서 더 좁은 입자 크기 분포가 필요합니다. Yushun 지능형 로드-핀 나노 샌드밀은 필요한 입자 크기 분포를 충족할 수 있습니다.

 

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