جداکننده پلی اتیلن چند لایه با خواص حرارتی بهبود یافته برای استفاده در باتری های لیتیوم یون ایمن

چکیده

جداکننده نقش مهمی در ایمنی و عملکرد باتری دارد. جداکننده ­های پلی الفین به دلیل خواص عالی خود به طور گسترده در باتری­ های لیتیوم یون (LIB) تجاری استفاده می­شوند، اما این جداکننده ­ها از انقباض حرارتی جدی و ترشوندگی الکترولیت ضعیف رنج می­برند. بنابراین، یک جداکننده چند لایه (ASPESA) با پوشش دادن دو لایه نازک پلی­اتیلن چگالی پایین (LDPE) با Al₂O₃ در دو طرف غشای پلی اتیلن با استفاده از روش ریخته‌گری آسان و سازگار با محیط زیست ساخته­ شد. جداکننده ASPESA عملکرد خاموش شدن را در 120 درجه سلسیوس انجام داده و پایداری حرارتی افزایش یافته را در زیر 185 درجه سلسیوس با انقباض حرارتی کم 1% نشان می­دهد. در همین حال، لایه‌های LDPE و Al₂O₃ می‌توانند ترشوندگی الکترولیت و جذب الکترولیت (23/407%) را بهبود بخشند. جداکننده چند لایه ASPESA عملکرد سیکل­زنی عالی را در سل­ای LiFePO₄||Li با ظرفیت تخلیه mAh/g 5/144پس از 900 سیکل با حفظ ظرفیت 9/98 %(در مقایسه با سیکل 5 ام) ارائه می­کند. بنابراین، جداکننده چند لایه ASPESA پتانسیل زیادی برای استفاده به عنوان جداکننده با ایمنی بالا در LIB ها دارد.

نتیجه­ گیری

به طور خلاصه، یک جداکننده چند لایه (ASPESA) با دو لایه پوششی از پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) و Al₂O₃ در دو طرف غشای پلی­اتیلن(PE) ساخته شد. لایه­ ها از محلول­های ریخته ­گری برپایه آب کم هزینه، سازگار با محیط زیست و ایمنی بالا تهیه شده ­اند. جداکننده ASPESA دارای عملکرد خاموش شدن حرارتی در دمای 120 درجه سلسیوس به دلیل لایه­ های میانی میکرو کره­ های LDPE حساس به حرارت است. علاوه بر این، با توجه به لایه‌های Al₂O₃ مقاوم در برابر حرارت، جداکننده ASPESA ترشوندگی الکترولیت بسیار بهتر، جذب الکترولیت بالاتر، پنجره الکتروشیمیایی گسترده ­تر و پایداری حرارتی افزایش یافته در زیر 185 درجه سلسیوس را نشان می­دهد. جداکننده ASPESA عملکرد الکتروشیمیایی بسیار خوبی را نشان می­دهد و دارای ظرفیت تخلیه mAh/g 5/144 پس از 900 سیکل با حفظ ظرفیت بالا 9/98% (در مقایسه با سیکل 5 ام) می باشد. با توجه به ویژگی‌های جذاب بیان­ شده و فرایند آماده‌سازی مقیاس‌پذیر ساده، استفاده از جداکننده چند لایه ASPESA برای کاربرد در باتری‌های لیتیوم یون با ایمنی بالا امیدوارکننده می ­باشد.

دانلود فایل: جداکننده پلی اتیلن چند لایه

مترجم: علیرضا کرفی

https://doi.org/10.1016/j.partic.2023.12.017