리튬배터리 분리기양극과 음극 사이의 보호 장벽 역할을 하며 이온은 전도하지만 전자는 전도하지 않습니다. 전해질 충전 및 형성 후 이상적인 상태에서 분리막은 전극과 완전하고 평평한 접촉을 유지해야 합니다. 그런데 배터리를 분해하다 보면 분리막에 심한 주름이 생기는 경우가 종종 있습니다. (이것은 음극의 주름을 통해서도 명확하게 관찰할 수 있습니다.)
아래에서는 세퍼레이터 주름에 대해 위험, 원인 및 해결책이라는 세 가지 측면에서 논의합니다.
I. 분리막 주름의 위험:
내부 저항 증가:분리막의 미세 다공성 구조가 주름진 부분에서 손상되어 리튬{0}}이온 전달 경로를 방해합니다. 이는 내부 저항을 15%-30% 증가시켜 충방전 효율을 크게 감소시킵니다.
용량 감소:주름진 부분에 전해질이 고르지 않게 침투하면 활물질의 활용도가 저하됩니다. 특정 NMC 양극 배터리의 실험 데이터에 따르면 100사이클당 최대 8%의 용량 감소율이 나타났습니다.
리튬 수상돌기 성장 및 단락 위험:주름은 전류 밀도의 국부적인 증가를 유발하여 흑연 양극 표면에서 리튬 수지상 성장 가능성을 높이고 단락 위험을 증가시킵니다.
II. 분리막 주름의 원인:
재료 결함:표면 거칠기가 > 0.3μm(표준 Ra 값 0.1-0.3μm)이거나 인장 강도가 < 300MPa인 분리막은 주름이 발생하기 쉽습니다.
프로세스 결함: Excessive winding tension fluctuations (exceeding±3% where the standard requires±1%) lead to uneven roll tightness. Other issues include excessive oven temperature gradients (>허용 값이 2도 이하인 경우 5도).
불합리한 핫 프레싱 프로세스:열간 프레싱 매개변수 - 압력, 온도, 시간 -에 대한 부적절한 설정으로 인해 전극 롤 형상이 불량해집니다.
불합리한 전해질 충전 공정:충전 공정에는 일반적으로 (진공 드로잉 - 1차 충전 - 스탠딩 - 사전 충전-충전 - 진공 드로잉 - 2차 충전)이 포함됩니다. 진공 부압이 너무 높거나 속도가 너무 빠르면 분리막과 전극이 쉽게 분리될 수 있습니다. 또한 사전 충전 후 가스가 발생하며, 2차 충전 시 진공 흡인을 통해 이 가스와 일부 전해액을 모두 제거할 수 있습니다. 가스가 추출되면 채널이 형성되어 눈에 띄는 주름이 생길 수도 있습니다.
불완전한 전해질 침투:전해질이 완전히 침투하지 못하고 전극과 분리막 사이에 건조한 부분이나 틈, 기포가 남게 되면 진공 드로잉 시 주름이 쉽게 발생할 수 있습니다.
전극 표면 결함:전극의 고유한 결함(예: 돌출부, 패임 등)은 분리막이 전극에 얼마나 잘 맞는지에 쉽게 영향을 미쳐 주름이 발생할 수 있습니다.
III. 분리막 주름 해결 방법:
해결책은 원인과 관련된 경우가 많으며 분리막의 기본 특성 개선, 권취, 열간 압착, 베이킹 및 전해질 충진 공정 개선이 포함됩니다. 우리를 탐험해보세요배터리 생산 라인최적화된 프로세스를 위한 솔루션입니다.
침투 시간을 연장하고 침투 온도를 적절하게 높이면(예: 45도에서 침투) 전극의 최적 침투 상태를 얻을 수 있습니다.
또한 코팅 분리막을 사용하면 공정 개선을 넘어 주름 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 예를 들어, 단면- PVDF 코팅 분리막은 열간 압착 후 접착력을 크게 향상시켜 주름을 완전히 없애거나 줄입니다. 우리의 고급 기술에 대해 자세히 알아보세요배터리 소재코팅 분리막을 포함한 제품.
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