聚烯烃隔阂因其化学安祥性好、死板强度高以及资料本钱低而被普遍使用于锂离子电池中。跟着锂离子电池正在动力电池和储能电池规模的大领域使用,从安定性角度来看,
聚烯烃隔阂因其化学安祥性好、死板强度高以及资料本钱低而被普遍使用于锂离子电池中。跟着锂离子电池正在动力电池和储能电池规模的大领域使用,从安定性角度来看,聚烯烃隔阂正在高温下容易产生热紧缩是其苛重短板之一。
为剖析决聚烯烃隔阂高温下热安祥性差的亏欠,外观涂覆改性是可行的计划之一。此中正在聚烯烃隔阂外观涂覆一层无机陶瓷涂层,所制备的陶瓷隔阂具有杰出的耐热紧缩本能,并已取得大领域贸易化使用。黏结剂是确保无机陶瓷涂层与聚烯烃隔阂之间剥离强度巨细的症结,同时也对陶瓷隔阂耐热紧缩本能具有较大的影响。
本文作家通过比拟两款区别类型黏结剂对陶瓷隔阂本能的影响,重心侦察了陶瓷隔阂耐热紧缩本能与电池安定本能之间的闭系性,为电池计划供给肯定参考。
遴选两款市售锂电池专用黏结剂1#和黏结剂2#(为简单表述,下面临采用该两款黏结剂制备的陶瓷隔阂和实习电池均以1#和2#取代),此中1#为高温型黏结剂,2#为通俗型黏结剂。对上述两款黏结剂先60℃常压干燥24h,再60℃线h后制得聚集物胶膜。称取适量聚集物胶膜样品,用德国耐驰DSC214型差式扫描量热仪测定其玻璃化转嫁温度。测试温度周围为0~200℃,升温速度为10℃/min,氮气保卫。
采用上述两款黏结剂制备陶瓷浆料,陶瓷浆料中陶瓷粉体和其它助剂的类型及增加比例均无别。采用微凹版辊涂的格式分手将上述两款陶瓷浆料单面涂覆于PE基膜外观,所用PE基膜厚度为12μm,操纵陶瓷涂层厚度正在2μm把握。采用180°剥离强度测试步骤测试两款陶瓷隔阂的剥离强度。将陶瓷隔阂裁切成10cm×10cm的正方形,用玻璃板夹持。
实习电池是正在我司LiFePO4/C编制某电芯平台产线制制杀青,隔阂分手遴选上述制备的两款陶瓷隔阂1#和2#。参考国家圭臬《GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安定请求及实习步骤》,对这两款实习电池举行安定本能评估,测试项目蕴涵过充电和加热。采用加快绝热量热仪(ARC),对两款实习电池举行加热测试。将待测试电池先加热至130℃后保温0.5h,然后加热至140℃后保温0.5h,结尾再加热至150℃后保温0.5h,监测电池温升速度蜕变。
玻璃化转嫁温度是黏结剂的苛重本能参数,是聚集物分子链段自正在运动的最低温度。图1所示为采用差示扫描量热法(DSC)对两款黏结剂干燥后胶膜的测试结果,黏结剂1#和2#的玻璃化转嫁温度分手为175.4和41.2℃。黏结剂1#比拟黏结剂2#具有更高的玻璃化转嫁温度,这是由于其分子链上含有交联组分,正在烘干成膜流程能够变成交联型收集。
贸易化陶瓷隔阂必要确保陶瓷涂层杰出的黏结效率,这与黏结剂直接联系。图2所示为两款黏结剂制备的陶瓷隔阂涂层剥离强度,陶瓷隔阂1#和2#的剥离强度分手为165和210N/m,均餍足电芯临蓐请求。因为黏结剂2#的玻璃化转嫁温度更低极少,聚集物分子链段运动技能更强,更易与基膜间变成界面用意力,故其剥离强度更高。
贸易化陶瓷隔阂固然较通俗PE基膜具有更佳的耐热紧缩本能,可是其正在更高温度下的热紧缩本能较差。图3所示
为两款陶瓷隔阂正在150℃下,保温0.5h的耐热紧缩本能测试结果,陶瓷隔阂1#加热前后基础未睹紧缩,而陶瓷隔阂2#加热后显示明显紧缩。这阐述,采用更高玻璃化转嫁温度的黏结剂有助于提拔陶瓷隔阂的耐热本能。
依据国家圭臬《GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安定请求及实习步骤》中闭于过充电测试步骤请求举行测试,两款实习电池均餍足不爆炸、不起火的国标请求。正在过充电测试中,因为电池内部产热酿成电池温度上升,隔阂会产生热紧缩,从而惹起正负极接触短道,同时短道,进而酿成更大幅度温升。图4所示为这两款实习电池正在过充电测试流程中的温度和电压蜕变。实习电池1#和2#的最高温升分手为134.2和285.3℃,显示短道的期间点分手为第681和第642s。因为陶瓷隔阂1#具有较好的耐热紧缩本能,有助于下降电池过充电时产生热失控的危害。
通俗电池加热测试装备的绝热本能较差,无法避免测试流程中样品与情况的热量换取。为了更好地评议隔阂的耐热紧缩本能对电池受热安祥本能的影响,采用加快绝热量热仪(ARC)对两款实习电池举行加热测试。图5和图6分手为实习电池1#和2#正在加热测试中温度、电压和温升速度蜕变。依据地方圭臬《DB34/T3377-2019电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试步骤》原则,当锂离子电池温升速度抵达1℃/min时,记载此时温度为临界温度(c);当锂离子电池温升速度抵达10℃/min时,记载此时温度为热失控温度(s)。表1所示为实习电池1#和2#正在加热测试中特色参数值。实习电池1#和2#显示短道的温度(d)分手为148.1和139.8℃,对应的期间点分手为190.2和161.5min。实习电池1#是正在140℃升温至150℃的流程中显示短道,而实习电池2#则是140℃保温流程中短道。实习电池1#和2#的临界温度c分手为149.7和139.8℃。实习电池2#的热失控温度s为151.6℃,实习电池1#正在无别温度下的温升速度为1.8℃/min。因为陶瓷隔阂1#具有较好的耐热紧缩本能,有助于下降电池受热时产生热失控的危害。
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