Les batteries au lithium ont complètement changé tous les domaines, de l'électronique grand public aux véhicules électriques, et les séparateurs jouent un rôle crucial dans leurs performances et leur sécurité .

Le séparateur de batterie est l'un des matériaux utilisés dans les batteries au lithium

  Le séparateur de batterie , le matériau d'électrode d'anode , le matériau d'électrode de cathode et l'électrolyte sont les matériaux de batterie lithium-ion les plus importants, représentant environ 4 % du coût total des matériaux de batterie lithium-ion. Le séparateur de batterie au lithium possède un grand nombre de micropores tortueux et interconnectés, qui peuvent assurer le libre passage des ions de l'électrolyte de la batterie et former un circuit de charge et de décharge. Sa fonction principale est d'isoler les électrodes anodiques et cathodiques , évitant ainsi les courts-circuits de la batterie.

  Dans le même temps, assurez-vous que les ions lithium traversent normalement les canaux microporeux pendant la charge et la décharge, garantissant ainsi le fonctionnement normal de la batterie. Les performances du séparateur de batterie déterminent les caractéristiques clés des batteries lithium-ion, telles que la résistance interne, la capacité, les performances de cyclage et la densité de courant de décharge de charge.

  À l'heure actuelle, les séparateurs de batteries au lithium commercialisés comprennent principalement des séparateurs en polyéthylène (PE), des séparateurs en polypropylène (PP) et des membranes microporeuses multicouches composites PE et PP. Le séparateur de batterie PE a une résistance élevée et une large plage de traitement. Les membranes PP ont une porosité, une respirabilité et des propriétés mécaniques élevées. Les batteries 3C ordinaires utilisent principalement un séparateur PE monocouche ou un séparateur de batterie PP monocouche.

  Les batteries de puissance utilisent généralement des séparateurs de batterie à double couche PE/PP, des séparateurs à double couche PP/PP ou des séparateurs à trois couches PP/PE/PP. Cependant, les membranes en polyoléfine présentent des inconvénients très évidents, tels qu'une stabilité thermique et une mouillabilité insuffisante des électrolytes, ce qui fait du revêtement et de la modification des membranes en polyoléfine une tendance.

Processus de production du séparateur de batterie

  Le processus de production des séparateurs de batteries est principalement divisé en deux catégories : la méthode humide et la méthode sèche. Le processus de production des séparateurs de batteries lithium-ion comprend la formule des matières premières et l’ajustement rapide de la formule, la technologie de préparation microporeuse et la conception indépendante d’un équipement complet. Parmi eux, la technologie de préparation microporeuse est au cœur du processus de préparation des séparateurs de batteries lithium-ion, qui peut être divisé en étirement à sec et étirement humide selon le type de processus.

  Les séparateurs secs offrent une sécurité élevée et un faible coût et sont souvent utilisés dans les grandes batteries au lithium fer phosphate. En raison de sa fine épaisseur et de sa porosité élevée, le diaphragme humide présente une plus grande uniformité de taille de pores et une plus grande perméabilité. Par rapport aux séparateurs secs, il présente certains avantages en termes de performances mécaniques, de respirabilité et de propriétés physico-chimiques, de sorte qu'il est plus largement utilisé dans les batteries ternaires axées sur la densité énergétique.

Le revêtement   membranaire est le processus de mélange et d'agitation de l'oxyde d'aluminium, du liant et de l'eau déminéralisée sur le séparateur de batterie lithium-ion d'origine pour former une suspension. Le revêtement par micro-héliogravure est utilisé pour créer une ou deux couches de surface céramique sur le diaphragme du substrat. Le séparateur en céramique augmente la résistance mécanique de la membrane d'origine, ce qui permet à la batterie d'afficher d'excellentes performances en termes de résistance aux températures élevées, de résistance à la perforation, d'amincissement et d'autres aspects.

  N'affectera pas la respirabilité, assurant le flux d'ions lithium, améliorant ainsi la sécurité. Le processus de revêtement peut non seulement améliorer la stabilité thermique du séparateur de batterie, améliorer sa résistance mécanique, mais également empêcher le contact sur une grande surface entre les électrodes anodiques et cathodiques provoqué par la contraction du séparateur de batterie. Il peut également améliorer la résistance à la perforation du séparateur et empêcher les dendrites de lithium de percer le séparateur et de provoquer des courts-circuits dans la batterie dans des conditions de cyclage à long terme .

  Le processus de revêtement est bénéfique pour améliorer la rétention de liquide et la mouillabilité du séparateur de batterie, prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie. Les matériaux de revêtement peuvent être divisés en matériaux inorganiques et matériaux organiques. Les matériaux inorganiques comprennent principalement la céramique, tandis que les matériaux organiques comprennent principalement le PVDF et l'aramide. D'une manière générale, les céramiques sont relativement peu coûteuses et sont principalement utilisées pour les batteries électriques, tandis que l'aramide est plus cher et principalement utilisé pour les produits électroniques grand public.