Was ist ein Abscheider?
Separatoren sind Bauteile, die die positiven (Anode) und negativen (Kathode) Elektroden von Sekundärbatterien (z. B. Nickel-Metallhydrid-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien, Brennstoffzellen usw.) voneinander trennen und so den elektrischen Kontakt zwischen den positiven und negativen Elektroden verhindern und die Ionenleitfähigkeit gewährleisten.
Die Spezifikationen unterscheiden sich je nach Batterie, z. B. Nickel-Metallhydrid-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und Brennstoffzellen, aber der gemeinsame Nenner ist, dass es sich um eine Komponente handelt, die die grundlegende elektrochemische Reaktion zwischen der positiven und der negativen Elektrode erleichtert.
In einer Lithium-Ionen-Batterie beispielsweise erfolgt das Laden und Entladen durch die Bewegung der Lithium-Ionen-Elektronen (Li+) zwischen der positiven (Anode) und negativen (Kathode) Elektrode.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Löcher im Separator so klein sind, dass die Lithiumionen hindurchtreten können.
Verwendungen von Abscheidern
Hier möchten wir eine Fallstudie über Abscheider in Lithium-Ionen-Batterien beschreiben. Mit der Verbreitung von Tablet-PCs und Elektrofahrzeugen werden Lithium-Ionen-Batterien mit höherer Kapazität und Energiedichte benötigt.
In diesem Zusammenhang werden Abscheider verwendet, um die positiven (Anode) und negativen (Kathode) Elektroden zu isolieren, abnormale Wärmeentwicklung aufgrund von Kurzschlüssen zu verhindern und das Laden und Entladen auf der Grundlage einer geeigneten Ionenleitung zwischen den positiven (Anode) und negativen (Kathode) Elektroden zu ermöglichen.
- Beispiele für Abscheider, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, sind unten aufgeführt.
- Abscheider für laminierte Lithium-Ionen-Autobatterien
Abscheider für rechteckige Lithium-Ionen-Autobatterien - Abscheider für laminierte Lithium-Ionen-Batterien für Smartphones
Prinzip der Abscheider
Das Prinzip der in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Abscheider wird hier am Beispiel des in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Abscheiders erläutert.
Lithium-Ionen-Batterien werden durch die Leitung von Lithium-Ionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode geladen und entladen, und zur Leitung dieser Ionen wird ein Elektrolyt eingespritzt. Wenn nun Elektronen durch den Elektrolyten geleitet werden, kann der Strom nicht an den externen Stromkreis weitergeleitet werden. Zwischen der positiven und der negativen Elektrode werden Abscheider angebracht, um nur Lithiumionen durchzulassen und interne Kurzschlüsse zu verhindern, die durch den Kontakt zwischen der positiven und der negativen Elektrode entstehen.
Ionenleitfähigkeit und elektrische Isolierung sind daher für Abscheider unerlässlich, und für einen stabilen Batteriebetrieb sind auch elektrisch, chemisch und mechanisch starke Materialien erforderlich. Aus diesem Grund werden die Materialien und Formen der Separatoren je nach Anwendung auf unterschiedliche Weise modifiziert, um die Effizienz der elektrochemischen Reaktion der Lithiumionen von der positiven Elektrode (Anode) zur negativen Elektrode (Kathode) zu erhöhen.
Beispiele für technologische Innovationen bei Abscheidern werden im Folgenden beschrieben.
Fluorpolymer-Beschichtungen
Ziel: Verbesserung der Haftung bei der Herstellung von laminierten Zellen.
Zusammenfassung: Die Verwendung von Fluorpolymerbeschichtungen ermöglicht eine hohe Haftung zwischen Elektroden (positive und negative Elektroden) und Abscheidern und zieht die Aufmerksamkeit auf eine Technologie, die eine Verformung der Zellen verhindern, die C-Rate verbessern und Strukturen entwickeln kann, die zu einer höheren Kapazität führen.