Analiza ignifugă și recomandări pentru acoperirile separatoarelor de baterii

Analiza ignifugă și recomandări pentru acoperirile separatoarelor de baterii

Clientul produce separatoare de baterii, iar suprafața separatorului poate fi acoperită cu un strat, de obicei alumină (Al₂O₃) cu o cantitate mică de liant. Acum caută ignifugatori alternativi pentru a înlocui alumina, cu următoarele cerințe:

• Rezistență eficientă la flacără la 140°C(de exemplu, descompunere pentru a elibera gaze inerte).
• Stabilitate electrochimicăși compatibilitatea cu componentele bateriei.

Retardanți de flacără recomandați și analiză

1. Agenți ignifugi sinergici fosfor-azot (de exemplu, polifosfat de amoniu modificat (APP) + melamină)

Mecanism:

• Sursa de acid (APP) și sursa de gaz (melamină) acționează sinergic pentru a elibera NH₃ și N₂, diluând oxigenul și formând un strat de carbon care blochează flăcările.
  Avantaje:
• Sinergia fosfor-azot poate reduce temperatura de descompunere (reglabilă la ~140°C prin nano-dimensionare sau formulare).
• N₂ este un gaz inert; impactul NH₃ asupra electrolitului (LiPF₆) necesită evaluare.
  Considerații:
• Verificați stabilitatea APP în electroliți (evitați hidroliza în acid fosforic și NH₃). Acoperirea cu silice poate îmbunătăți stabilitatea.
• Este necesară testarea compatibilității electrochimice (de exemplu, voltametrie ciclică).

2. Ignifuganți pe bază de azot (de exemplu, sisteme de compuși azoici)

Candidat:Azodicarbonamidă (ADCA) cu activatori (de exemplu, ZnO).
Mecanism:

• Temperatura de descompunere este reglabilă la 140–150°C, eliberând N₂ și CO₂.
  Avantaje:
• N₂ este un gaz inert ideal, inofensiv pentru baterii.
  Considerații:
• Controlează produșii secundari (de exemplu, CO, NH₃).
• Microcapsularea poate regla cu precizie temperatura de descompunere.

3. Sisteme de reacție termică carbonat/acid (de exemplu, NaHCO₃ microîncapsulat + sursă de acid)

Mecanism:

• Microcapsulele se rup la 140°C, declanșând o reacție între NaHCO₃ și acid organic (de exemplu, acid citric) pentru a elibera CO₂.
  Avantaje:
• CO₂ este inert și sigur; temperatura de reacție este controlabilă.
  Considerații:
• Ionii de sodiu pot interfera cu transportul de Li⁺; luați în considerare sărurile de litiu (de exemplu, LiHCO₃) sau imobilizarea Na⁺ în acoperire.
• Optimizați încapsularea pentru stabilitatea la temperatura camerei.

Alte opțiuni potențiale

• Cadre metal-organice (MOF):De exemplu, ZIF-8 se descompune la temperaturi ridicate eliberând gaz; căutați MOF-uri cu temperaturi de descompunere corespunzătoare.
• Fosfat de zirconiu (ZrP):Formează un strat barieră la descompunerea termică, dar poate necesita nanodimensionare pentru a reduce temperatura de descompunere.

Recomandări experimentale

1. Analiza termogravimetrică (TGA):Determinați temperatura de descompunere și proprietățile de eliberare a gazului.
2. Testare electrochimică:Evaluați impactul asupra conductivității ionice, impedanței interfaciale și performanței ciclului.
3. Testarea rezistenței la flacără:de exemplu, test de ardere verticală, măsurarea contracției termice (la 140°C).

Concluzie

Cel/Cea/Cei/Celeignifug sinergic fosfor-azot modificat (de exemplu, APP acoperit + melamină)se recomandă mai întâi datorită ignifugării sale echilibrate și temperaturii de descompunere reglabile. Dacă trebuie evitat NH₃,sisteme de compuși azoicisausisteme microîncapsulate de eliberare a CO₂sunt alternative viabile. Se recomandă o validare experimentală în etape pentru a asigura stabilitatea electrochimică și fezabilitatea procesului.

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