Анализа отпорности на пламен и препоруке за премазе за сепараторе батерија

Анализа отпорности на пламен и препоруке за премазе за сепараторе батерија

Купац производи сепараторе за батерије, а површина сепаратора може бити обложена слојем, обично алуминијум оксидом (Al₂O₃) са малом количином везива. Сада траже алтернативне успориваче горења који би заменили алуминијум оксид, са следећим захтевима:

• Ефикасна отпорност на пламен на 140°C(нпр. разлагање ради ослобађања инертних гасова).
• Електрохемијска стабилности компатибилност са компонентама батерије.

Препоручени успоривачи пламена и анализа

1. Синергистички успоривачи пламена фосфора и азота (нпр. модификовани амонијум полифосфат (APP) + меламин)

Механизам:

• Извор киселине (APP) и извор гаса (меламин) синергијски делују да би ослобађали NH₃ и N₂, разблажујући кисеоник и формирајући слој угљениса који блокира пламен.
  Предности:
• Синергија фосфора и азота може снизити температуру разлагања (подесива на ~140°C путем нано-величине или формулације).
• N₂ је инертни гас; потребно је проценити утицај NH₃ на електролит (LiPF₆).
  Разматрања:
• Проверити стабилност APP у електролитима (избегавати хидролизу у фосфорну киселину и NH₃). Силицијумски премаз може побољшати стабилност.
• Потребно је испитивање електрохемијске компатибилности (нпр. циклична волтаметрија).

2. Успоривачи горења на бази азота (нпр. системи азо једињења)

Кандидат:Азодикарбонамид (ADCA) са активаторима (нпр. ZnO).
Механизам:

• Температура разлагања се може подесити на 140–150°C, ослобађајући N₂ и CO₂.
  Предности:
• N₂ је идеалан инертни гас, безопасан за батерије.
  Разматрања:
• Контролишите нуспроизводе (нпр. CO, NH₃).
• Микроенкапсулација може прецизно подесити температуру разградње.

3. Системи термалне реакције карбоната/киселине (нпр. микрокапсулирани NaHCO₃ + извор киселине)

Механизам:

• Микрокапсуле пуцају на 140°C, што покреће реакцију између NaHCO₃ и органске киселине (нпр. лимунске киселине) да би се ослобађао CO₂.
  Предности:
• CO₂ је инертан и безбедан; температура реакције се може контролисати.
  Разматрања:
• Јони натријума могу ометати транспорт Li⁺; размотрите литијумове соли (нпр. LiHCO₃) или имобилизацију Na⁺ у премазу.
• Оптимизујте енкапсулацију за стабилност на собној температури.

Друге потенцијалне опције

• Метално-органски оквири (MOF):нпр., ZIF-8 се разлаже на високим температурама ослобађајући гас; проверити MOF-ове са одговарајућим температурама разлагања.
• Цирконијум фосфат (ZrP):Формира баријерни слој након термичког разлагања, али може захтевати нано-димензионисање да би се смањила температура разлагања.

Експерименталне препоруке

1. Термогравиметријска анализа (TGA):Одредити температуру разлагања и особине ослобађања гаса.
2. Електрохемијско испитивање:Процените утицај на јонску проводљивост, међуповршинску импедансу и перформансе циклуса.
3. Тестирање отпорности на пламен:нпр. тест вертикалног горења, мерење термичког скупљања (на 140°C).

Закључак

Theмодификовани фосфор-азот синергистички успоривач пламена (нпр. обложени АПП + меламин)се препоручује први због своје уравнотежене отпорности на пламен и подесиве температуре разлагања. Ако се мора избегавати NH₃,азо једињења системаилимикрокапсулирани системи за ослобађање CO₂су одрживе алтернативе. Препоручује се фазна експериментална валидација како би се осигурала електрохемијска стабилност и изводљивост процеса.

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