الکترولیت و جداکننده
الکترولیت و جداکننده باتری لیتیوم‌یون در کیمیا گوهر؛ عرضه الکترولیت LiPF₆، جداکننده‌های PP/PE و سرامیکی با راهنمای نگهداری و مشاوره فنی.
جزئیات و مشخصات الکترولیت و جداکننده
الکترولیت و جداکننده باتری لیتیوم‌یون در کیمیا گوهر؛ عرضه الکترولیت LiPF₆، جداکننده‌های PP/PE و سرامیکی با راهنمای نگهداری و مشاوره فنی.
الکترولیت و جداکننده؛ دو عامل کلیدی ایمنی و عملکرد
الکترولیت، مسیر حرکت یون‌های لیتیوم بین کاتد و آند است و جداکننده، عبور یون را ممکن میکند اما از تماس مستقیم الکترودها جلوگیری می‌نماید. الکترولیت رایج تجاری، نمک LiPF₆ با غلظت ۱ مولار در حلال‌های کربناتی مانند EC/DMC یا EC/DEC با هدایت یونی حدود ۱۰ mS/cm در دمای اتاق است. جداکننده‌های پلیپروپیلن و پلیاتیلن مانند Celgard 2400 با ضخامت ۲۵ میکرومتر و تخلخل حدود ۴۰ درصد پرکاربردترین نوع هستند و مدل‌های سه‌لایه PP/PE/PP با مکانیزم خاموشی در حدود ۱۳۰ درجه سانتیگراد، ایمنی سلول‌های پرانرژی را تضمین میکنند. پوشش سرامیکی آلومینا، اشباع الکترولیت و پایداری حرارتی را بهتر میکند و نسل جدید الکترولیت‌های ژل پلیمری و جامد، مسیر آینده باتری‌های ایمن‌تر است.
الکترولیت مایع استاندارد
LiPF₆ یک مولار در EC/DMC با هدایت حدود ۱۰ mS/cm و افزودنیهای پایدارساز لایه SEI مانند VC و FEC.
جداکننده‌های PP و سه‌لایه
Celgard 2400 و 2325 با ضخامت ۲۵ میکرومتر و تخلخل حدود ۴۱ درصد برای سلول‌های تحقیقی و تجاری.
جداکننده سرامیکی
پوشش Al₂O₃ یا بوهمیت برای پایداری حرارتی بالاتر، تخلخل یکنواخت و اشباع بهتر الکترولیت.
الکترولیت ژل و جامد
الکترولیت‌های پلیمری PVDF-HFP و سرامیکی LLZO برای نسل جدید باتری‌های تمام‌جامد با ایمنی بالاتر.
الکترولیت‌ها و جداکننده‌های رایج و پارامترهای کلیدی
| محصول | جنس / فرمول | پارامتر کلیدی | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|
| الکترولیت استاندارد | LiPF₆ 1M در EC/DMC | هدایت یونی ~۱۰ mS/cm | باتری گرافیت/LFP |
| الکترولیت با افزودنی | LiPF₆ + VC/FEC | تشکیل SEI پایدارتر | سلول‌های پرتوان |
| جداکننده تک‌لایه PP | Celgard 2400 | ضخامت ۲۵ µm؛ تخلخل ~۴۱٪ | سلول دکمه‌ای و استوانه‌ای |
| جداکننده سه‌لایه | PP/PE/PP (Celgard 2325) | مکانیزم خاموشی ~۱۳۰°C | سلول‌های پرانرژی |
| جداکننده سرامیکی | PP + پوشش Al₂O₃ | پایداری حرارتی تا ~۱۶۰°C | سلول‌های پرقابلیت |
| الکترولیت ژل پلیمری | PVDF-HFP + EC/PC | هدایت ~۰/۵ تا ۱ mS/cm | باتری لایه نازک |
| الکترولیت جامد سرامیکی | Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) | هدایت ~۰/۱ تا ۱ mS/cm | باتری تمام‌جامد |
سوالات متداول درباره الکترولیت و جداکننده
در دمای حدود ۱۳۰ درجه سانتیگراد لایه پلیاتیلن ذوب شده و منافذ جداکننده بسته میشود تا جریان قطع گردد؛ لایههای پلیپروپیلن تا حدود ۱۶۵ درجه شکل خود را حفظ میکنند و از اتصال کوتاه داخلی جلوگیری مینمایند.
الکترولیت LiPF₆ با رطوبت واکنش داده و اسید HF تولید میکند؛ بنابراین باید در ظرف آببندیشده، خشک و خنک نگهداری شود و پس از هر بار مصرف، درِ بطری زیر گاز خنثی آببندی گردد.
بله؛ نوع حلال، مولاریته نمک و درصد افزودنیهای مانند VC، FEC یا DTD مطابق فرمول شما تهیه میشود و پیش از ارسال، هدایت یونی و میزان آب به روش کارل فیشر کنترل میگردد.
پوشش سرامیکی مقاومت حرارتی و اشباع الکترولیت را افزایش داده و انقباض حرارتی را کاهش می‌دهد؛ در عوض ضخامت و مقاومت یونی اندکی بیشتر میشود، بنابراین برای سلول‌های پرانرژی توصیه میشود.