Als wichtiger Bestandteil von Lithium-Ionen-Batterien sind die Position und Funktion des Zwerchfells relativ speziell. Es liegt zwischen den positiven und negativen Elektroden und ist in Elektrolyt eingeweicht. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Durchgang von Elektronen zwischen den positiven und negativen Elektroden zu blockieren, um Kurzschaltungen zu verhindern. Gleichzeitig erfordert es, dass die Lithiumionen innerhalb der Batterie frei gehen können, um die Lade- und Entladung der Batterie zu schützen. Obwohl das Zwerchfell selbst nicht an einer Batteriereaktion beteiligt ist, können seine Morphologie, Struktur sowie physikalische und chemische Eigenschaften einen wichtigen Einfluss auf die Grenzfläche und die Impedanz innerhalb der Lithium-Ionen-Batterie haben, was die Betriebsbedingungen der Batterie, die Ladung und die Entladungskapazität, die Zyklus und sogar die Sicherheitsleistung weiter beeinflusst. Daher ist die Forschung und Entwicklung und Herstellung von Hochleistungsmembranen von großer Bedeutung für die Verbesserung der Gesamtleistung von Lithium-Ionen-Batterien.
Gegenwärtig sind die Produktions- und Herstellungsmethoden von Lithium-Ionen-Batteriemembranen nichts anderes als trockene und nasse Methoden. Obwohl der Prozess dieser beiden Vorbereitungsmethoden unterschiedlich ist, umfassen beide einen unverzichtbaren Orientierungsprozess, der zur Herstellung von Poren in der Zwerchfell verwendet wird.
1.Dry Membran -Prozess
Der sogenannte trockene Zwerchfellprozess (Schmelzspinnen und Kaltdehnung, als MSCs bezeichnet) ist ein Prozess, der hohe molekulare Polymere (wie Polyethylenkation, Polypropylen P) und Additive mischt, um eine homogene Schmelze zu bilden. Nach Extrusion, Gießen, Wärmebehandlung und anderen Schritten wird es bei einer bestimmten Temperatur bis zur Bildung von Schlitzmikroporen und schließlich Wärme eingestellt, um eine mikroporöse Membran zu erhalten. Die Vorteile des trockenen Zwerchfellprozesses umfassen einen einfachen Produktionsprozess, niedrige Kosten sowie gute mechanische und physikalische Eigenschaften des Produkts.
Die von Guangzhou Putong entwickelte Multi-Layer-Coextrusion-Guss-Trockenverbund-Testlinie besteht aus drei Ein-Schrauben-Extruder-Hauptmaschinen und einer Reihe von Hilfsmaschinen mit Gussguss. Es wird hauptsächlich für die Mischung und Modifikation von Polymermaterialien, die Entwicklung neuer Materialformeln, die Prozessoptimierung, die Qualitätskontrolle und die Produktion kleiner Maßstäbe verwendet.
Der mehrschichtige Coextrusion-Guss-Trockenverbund-Test-Line-Prozess besteht darin, die Rohstoffe mit unterschiedlichen Funktionen zu schmelzen und zu extrudieren, indem mehrere Extruder parallel angeschlossen werden, und dann das zusammengesetzte Gussguss von mehrschichtiger Schmelze im mehrschichtigen Coextrusionsgussguss-Stanzkopf zu realisieren. Der von diesem Prozess erstellte Film hat die hervorragenden Eigenschaften verschiedener Materialien wie hohe Festigkeit, hohe Barriereeigenschaften, hohe Transparenz usw. und hat relativ niedrige Kosten und eine breite Palette von Anwendungen.
2.Der Nassprozess
Der Nassprozess ist auch als thermisch induzierte Phasenabteilung (Spitzen) bekannt. Sein Präparationsprinzip lautet: Mischen Sie das Polymer mit einem Verdünnungsmittel mit einem kleinen Molekulargewicht und einem hohen Siedepunkt bei hoher Temperatur, um eine homogene Lösung zu bilden, dann zu extrudieren und zu gießen und es dann mit einer bestimmten Kühlrate abzukühlen. Aufgrund der Kristallisation des Polymers und der Abnahme der Löslichkeit des Verdünnungsmittels während des Kühlprozesses erfährt das System eine feste Phasenabtrennung oder eine Flüssig-Flüssig-Phasenabtrennung, so dass das Verdünnung in der Mischung in der Polymerphase verteilt ist. Schließlich wird das Verdünnungsmittel mit einem niedrigen Siedepunktextraktionsmittel extrahiert und das verflauchte Extraktionsmittel getrocknet, um schließlich eine Polymermikroporus-Membran für Lithium-Ionen-Batteriseparatoren zu erhalten.
Die grundlegenden Schritte zur Herstellung von mikroporösen Membranen nach Tipps sind:
(1) Lösen Sie das Polymer in einem hohen Siedepunkt auf, niedrigem Molekulargewicht bei hoher Temperatur, normalerweise nahe oder höher als der Schmelzpunkt des Polymers, um eine gleichmäßige Schmelzmischung zu bilden;
(2) Geben Sie die Membranflüssigkeit in eine Form und wählen Sie geeignete Prozessbedingungen aus, um flache Platten, Röhrchen, Hohlfasern usw. gemäß den Produktionsanforderungen zu erzeugen;
(3) die Membranflüssigkeit unter bestimmten Bedingungen abkühlen oder kühlen, um eine Phasentrennung und -verfestigung zu verursachen;
(4) Extrahieren Sie schließlich das Verdünnung im Membranvorläufer und andere Schritte, um eine mikroporöse Membran zu erhalten.
Merkmale der thermisch induzierten Phasentrennung
Im Vergleich zu anderen Porenbildmethoden weist die thermisch induzierte Phasentrennung einige einzigartige Vorteile auf:
(1) Das Material hat eine breite Anwendbarkeit. Diese Methode kann verwendet werden, um mikroporöse Membranen für die meisten kristallinen Polymere herzustellen, die bei Raumtemperatur kein geeignetes Lösungsmittel aufweisen und durch Schmelzextrusion schwer zuzubereiten sind.
(2) Es kann mikroskopische Poren mit unterschiedlichen morphologischen Strukturen wie Wabenstruktur, Spitzenstruktur, kugelförmige Struktur, Blattstruktur usw. herstellen.
(3) Es kann isotrope oder anisotrope mikroporöse Membranen vorbereiten.
(4) Die mikroporöse Membran wird durch thermisch induzierte Phasenabtrennung hergestellt, wodurch weniger Parameter gesteuert werden müssen, und der Vorbereitungsprozess für Membran ist relativ einfacher zu kontrollieren, und eine einfache kontinuierliche Produktion kann erreicht werden.
(5) Im Vergleich zur Schmelzdehnung weist die nach dieser Methode hergestellte mikroporöse Membran eine höhere Porosität, eine gleichmäßigere Porengrößenverteilung und eine höhere Produktstabilität auf.
Die von Guangzhou Potop entwickelte nasse Zwerchfellguss-Testlinie wird auch als thermisch induzierte Phasentrennung als Twin-Screw-Extrusion-Guss-Testlinie bezeichnet. Es besteht hauptsächlich aus einer 22-Twin-Screw-Extruder-Hauptmaschine, einer exquisiten Gusshilfsmaschine, einer flüssigen Messpumpe, der Kälte, der Wassertemperaturmaschine sowie der Mess- und Steuerungssystem. Der Extruder nimmt fortschrittliches Teildesign an. Die Schraube besteht aus verschiedenen austauschbaren Gewindeelementen. Die Gewindeelemente bestehen aus hochwertigem Werkzeugstahl und die Oberfläche ist verhärtet. Es ist für verschiedene Mischvorgänge geeignet. Die Testlinie kann die Funktionen der Plastizisierung der Extrusion, des Gießens, der Traktion und der Wicklung von Polymermaterialien realisieren.
Anwendung von Nassprozessmembran
Membranen von Nassprozess haben umfassende Anwendungsaussichten in Lithium-Ionen-Batterien, Optoelektronik, Elektronik und Biomedizin aufgrund ihrer einzigartigen mikroporösen Struktur und hervorragenden Leistung.
(1) Lithium-Ionen-Batterie: Das Membran des Nassprozesses ist ein wichtiger Bestandteil der Lithium-Ionen-Batterie. Die Porenstruktur und die Luftpermeabilität beeinflussen direkt die Ladung und Entladung der Batterie und die Lebensdauer der Batterie. Das von der Membran Gussguss-Testlinie des Nassprozess hergestellten Zwerchfells hat die Vorteile einer geeigneten Porengröße, einer gleichmäßigen Porengrößenverteilung, wenigen Defekten und der dünnen Dicke, die den Bedürfnissen von Lithium-Ionen-Batterien mit leistungsstarker Leistung erfüllen können.
(2) Optoelektronik: Das Membran des Nassprozesses spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Geräten wie Fotodetektoren und Solarzellen. Die hervorragenden leichten Sendung und die elektrischen Eigenschaften tragen zur Verbesserung der Empfindlichkeit und der Umwandlungseffizienz des Geräts bei.
(3) Elektronik: Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie integrierten Schaltungen und Kondensatoren kann das Zwerchfell des Nassprozesses stabile elektrische Eigenschaften und eine gute mechanische Festigkeit als Isolierschicht oder Schutzschicht liefern.
Biomedizinisch: Der Zwerchfell des Nassprozesses weist einen potenziellen Anwendungswert bei der Herstellung von biomedizinischen Materialien wie Biosensoren und Arzneimittelträgern auf. Die gute Biokompatibilität und die kontrollierbare Porenstruktur tragen dazu bei, eine präzise Arzneimittelfreisetzung und eine effiziente Nachweis von Biomolekülen zu erreichen.
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