Baterijų separatorių dangų antipirenų analizė ir rekomendacijos

Baterijų separatorių dangų antipirenų analizė ir rekomendacijos

Klientas gamina akumuliatorių separatorius, o separatoriaus paviršius gali būti padengtas sluoksniu, paprastai aliuminio oksidu (Al₂O₃) su nedideliu kiekiu rišiklio. Dabar jie ieško alternatyvių antipirenų, kurie pakeistų aliuminio oksidą, atsižvelgiant į šiuos reikalavimus:

• Efektyvus atsparumas liepsnai esant 140 °C temperatūrai(pvz., skaidantis, išskiriant inertines dujas).
• Elektrocheminis stabilumasir suderinamumas su akumuliatoriaus komponentais.

Rekomenduojami antipirenai ir jų analizė

1. Fosforo ir azoto sinergetiniai antipirenai (pvz., modifikuotas amonio polifosfatas (APP) + melaminas)

Mechanizmas:

• Rūgšties šaltinis (APP) ir dujų šaltinis (melaminas) sinergiškai išskiria NH₃ ir N₂, praskiedžia deguonį ir sudaro anglies sluoksnį, kuris blokuoja liepsną.
  Privalumai:
• Fosforo ir azoto sinergija gali sumažinti skilimo temperatūrą (reguliuojama iki ~140 °C naudojant nanomatmenis arba formulę).
• N₂ yra inertinės dujos; reikia įvertinti NH₃ poveikį elektrolitui (LiPF₆).
  Svarstymai:
• Patikrinkite APP stabilumą elektrolituose (venkite hidrolizės į fosforo rūgštį ir NH₃). Silicio danga gali pagerinti stabilumą.
• Reikalingas elektrocheminio suderinamumo tyrimas (pvz., ciklinė voltamperometrija).

2. Azoto pagrindo antipirenai (pvz., azo junginių sistemos)

Kandidatas:Azodikarbonamidas (ADCA) su aktyvatoriais (pvz., ZnO).
Mechanizmas:

• Skilimo temperatūra reguliuojama iki 140–150 °C, išskiriant N₂ ir CO₂.
  Privalumai:
• N₂ yra idealios inertinės dujos, nekenksmingos baterijoms.
  Svarstymai:
• Kontroliuokite šalutinius produktus (pvz., CO, NH₃).
• Mikrokapsuliavimas gali tiksliai reguliuoti skilimo temperatūrą.

3. Karbonato/rūgšties terminės reakcijos sistemos (pvz., mikrokapsuliuotas NaHCO₃ + rūgšties šaltinis)

Mechanizmas:

• Mikrokapsulės plyšta 140 °C temperatūroje, sukeldamos NaHCO₃ ir organinės rūgšties (pvz., citrinos rūgšties) reakciją, kurios metu išsiskiria CO₂.
  Privalumai:
• CO₂ yra inertiškas ir saugus; reakcijos temperatūra yra kontroliuojama.
  Svarstymai:
• Natrio jonai gali trukdyti Li⁺ pernašai; apsvarstykite ličio druskas (pvz., LiHCO₃) arba Na⁺ imobilizavimą dangoje.
• Optimizuokite kapsuliavimą, kad būtų užtikrintas stabilumas kambario temperatūroje.

Kitos galimos parinktys

• Metalo-organiniai karkasai (MOF):pvz., ZIF-8 aukštoje temperatūroje skyla išskirdamas dujas; ieškokite MOF su atitinkama skilimo temperatūra.
• Cirkonio fosfatas (ZrP):Terminio skilimo metu sudaro barjerinį sluoksnį, tačiau norint sumažinti skilimo temperatūrą, gali prireikti nano dydžio.

Eksperimentinės rekomendacijos

1. Termogravimetrinė analizė (TGA):Nustatykite skilimo temperatūrą ir dujų išsiskyrimo savybes.
2. Elektrocheminiai bandymai:Įvertinkite poveikį joniniam laidumui, tarpfaziniam varžai ir cikliniam veikimui.
3. Atsparumo liepsnai bandymas:pvz., vertikalaus degimo bandymas, terminio susitraukimo matavimas (esant 140 °C temperatūrai).

Išvada

Themodifikuotas fosforo ir azoto sinerginis antipirenas (pvz., dengtas APP + melaminas)pirmiausia rekomenduojama dėl subalansuoto atsparumo liepsnai ir reguliuojamos skilimo temperatūros. Jei reikia vengti NH₃,azo junginių sistemosarbaMikrokapsuliuotos CO₂ išskyrimo sistemosyra perspektyvios alternatyvos. Rekomenduojama atlikti etapinį eksperimentinį patvirtinimą, siekiant užtikrinti elektrocheminį stabilumą ir proceso įgyvendinamumą.

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