Úvod
Lítium-iónové sekundárne články, nazývané aj nabíjateľné batérie (ďalej len "lítium-iónové batérie"), sa vďaka svojej vysokej hustote energie a napätiu článkov široko používajú ako zdroje energie pre informačné terminály a spotrebnú elektroniku atď. V poslednom čase je celkom zrejmá rastúca miera ich rozšírenia do oblastí všeobecného použitia v domácnostiach vrátane hybridných a elektrických vozidiel a zdá sa zrejmé, že dopyt po nich sa v budúcnosti ešte zvýši.
Keďže lítium-iónové batérie sa niekedy môžu stať nestabilnými v dôsledku skratu, nadmerného nabíjania a vybíjania, nárazu atď.
Z týchto komponentov separátor lítium-iónovej batérie zabraňuje kontaktu medzi kladnou a zápornou elektródou a zároveň plní úlohu dištančného prvku, ktorý umožňuje priechod iónov lítia. Plní však aj funkciu
zabraňuje zvýšeniu teploty batérie v dôsledku nadmerného prúdu v prípade skratu.
Keďže separátor lítium-iónovej batérie je osadený tak, že prichádza do kontaktu s drsnými povrchmi kladných a záporných pólov, vyžaduje sa vysoká mechanická pevnosť. Táto mechanická pevnosť sa musí zachovať aj v prípade určitého zvýšenia teploty, ktoré je do určitej miery bežné, napríklad počas nabíjania batérie. Preto sme vykonali merania prebíjania a ťahových skúšok separátora s cieľom vyhodnotiť zmeny pevnosti vzhľadom na zmeny teploty. V tomto dokumente sú uvedené skutočné príklady týchto skúšok.
Doplnok)
Pokiaľ ide o separátor lítium-iónovej batérie, predchádzajúce príklady hodnotenia boli predstavené aj v aplikačných novinkách T146 "Meranie separátora v lítium-iónovej batérii" a i229 "Viacstranný prístup k hodnoteniu separátorov lítium-iónových batérií".
Test prepichnutia
Vzorky pozostávali z oddeľovačov vybratých z dvoch lítium-iónových batérií (valcového tvaru) používaných v malých elektrických zariadeniach a merali sme zmeny v charakteristikách prepichovania v dôsledku zmien teploty prostredia. Na obr. 1 je znázornený prehľad skúšobných podmienok a v tabuľke 1 sú uvedené podrobnosti o skúšobných podmienkach.
Skúška ťahom
Separátory použité na ťahové skúšky boli odobraté z komerčne dostupných lítium-iónových batérií (štvorcového tvaru), takže boli použité 2 typy vzoriek (ďalej označované ako vzorky (1) a (2)), ktoré obsahovali PE (polyetylén) ako základnú zložku. Pri vykonávaní ťahových skúšok sa každá vzorka separátora (ako je znázornené na obr. 3(a)) upravila do podoby vzoriek v tvare činky orientovaných v pozdĺžnom a šírkovom smere každého separátora, ako je znázornené na obr. 3(b). Celková dĺžka všetkých vzoriek bola 35 mm, pričom rovnobežný rez mal rozmery 10 (D) × 2 (Š) mm
V tabuľke 3 sú uvedené podmienky skúšky ťahom, ktoré boli použité.
Na obr. 4 a 5 sú znázornené krivky napätie - deformácia pre šírkový a pozdĺžny smer vzorky (1).
Na obr. 6 a obr. 7 sú znázornené krivky napätie - deformácia pre šírkový a pozdĺžny smer vzorky (2).
V tabuľke 4 sú uvedené skúšobné hodnoty mechanických vlastností získané pri jednotlivých teplotách.