Анализ на огнеупорните свойства и препоръки за покрития за сепаратори на батерии

Анализ на огнеупорните свойства и препоръки за покрития за сепаратори на батерии

Клиентът произвежда сепаратори за батерии, а повърхността на сепаратора може да бъде покрита със слой, обикновено алуминиев оксид (Al₂O₃) с малко количество свързващо вещество. Сега те търсят алтернативни забавители на горенето, които да заменят алуминиевия оксид, със следните изисквания:

• Ефективно забавяне на горенето при 140°C(напр. разлагане за освобождаване на инертни газове).
• Електрохимична стабилности съвместимост с компонентите на батерията.

Препоръчителни забавители на горенето и анализ

1. Синергични забавители на горенето с фосфор и азот (напр. модифициран амониев полифосфат (APP) + меламин)

Механизъм:

• Източникът на киселина (APP) и източникът на газ (меламин) синергизират, за да освободят NH₃ и N₂, разреждайки кислорода и образувайки слой от въглен, който блокира пламъците.
  Предимства:
• Синергията между фосфор и азот може да понижи температурата на разлагане (регулируема до ~140°C чрез наноразмеряване или формулиране).
• N₂ е инертен газ; влиянието на NH₃ върху електролита (LiPF₆) се нуждае от оценка.
  Съображения:
• Проверете стабилността на APP в електролитите (избягвайте хидролизата до фосфорна киселина и NH₃). Силициево покритие може да подобри стабилността.
• Изисква се тестване за електрохимична съвместимост (напр. циклична волтамперометрия).

2. Забавители на горенето на азотна основа (напр. азосъединителни системи)

Кандидат:Азодикарбонамид (ADCA) с активатори (напр. ZnO).
Механизъм:

• Температурата на разлагане се регулира от 140–150°C, като се отделят N₂ и CO₂.
  Предимства:
• N₂ е идеален инертен газ, безвреден за батериите.
  Съображения:
• Контролирайте страничните продукти (напр. CO, NH₃).
• Микрокапсулирането може прецизно да настрои температурата на разлагане.

3. Термични реакционни системи с карбонат/киселинност (напр. микрокапсулиран NaHCO₃ + източник на киселина)

Механизъм:

• Микрокапсулите се разкъсват при 140°C, което предизвиква реакция между NaHCO₃ и органична киселина (например лимонена киселина), за да се освободи CO₂.
  Предимства:
• CO₂ е инертен и безопасен; температурата на реакцията е контролируема.
  Съображения:
• Натриевите йони могат да повлияят на транспорта на Li⁺; помислете за литиеви соли (напр. LiHCO₃) или имобилизиране на Na⁺ в покритието.
• Оптимизирайте капсулирането за стабилност при стайна температура.

Други потенциални опции

• Метало-органични рамки (MOF):например, ZIF-8 се разлага при високи температури, за да освободи газ; скрининг за MOF със съответстващи температури на разлагане.
• Циркониев фосфат (ZrP):Образува бариерен слой при термично разлагане, но може да изисква наноразмеряване за понижаване на температурата на разлагане.

Експериментални препоръки

1. Термогравиметричен анализ (TGA):Определете температурата на разлагане и свойствата на отделяне на газ.
2. Електрохимично изпитване:Оценете въздействието върху йонната проводимост, междуфазовия импеданс и цикличните характеристики.
3. Изпитване за огнеустойчивост:напр. тест за вертикално горене, измерване на термично свиване (при 140°C).

Заключение

Theмодифициран синергичен забавител на горенето с фосфор и азот (напр. покрит APP + меламин)се препоръчва първо поради балансираната му огнеупорност и регулируемата температура на разлагане. Ако трябва да се избягва NH₃,азосъединителни системиилимикрокапсулирани системи за освобождаване на CO₂са жизнеспособни алтернативи. Препоръчва се поетапно експериментално валидиране, за да се гарантира електрохимична стабилност и осъществимост на процеса.

Let me know if you’d like any refinements! Contact by email: lucy@taifeng-fr.com