Analisis dan Rekomendasi Penghambat Api untuk Pelapis Pemisah Baterai

Analisis dan Rekomendasi Penghambat Api untuk Pelapis Pemisah Baterai

Pelanggan memproduksi pemisah baterai, dan permukaan pemisah dapat dilapisi dengan lapisan, biasanya alumina (Al₂O₃) dengan sedikit pengikat. Mereka kini mencari penghambat api alternatif untuk menggantikan alumina, dengan persyaratan berikut:

• Tahan api efektif pada suhu 140°C(misalnya, terurai dan melepaskan gas inert).
• Stabilitas elektrokimiadan kompatibilitas dengan komponen baterai.

Bahan Penghambat Api yang Direkomendasikan dan Analisis

1. Penghambat Api Sinergis Fosfor-Nitrogen (misalnya, Amonium Polifosfat Termodifikasi (APP) + Melamin)

Mekanisme:

• Sumber asam (APP) dan sumber gas (melamin) bersinergi untuk melepaskan NH₃ dan N₂, mengencerkan oksigen dan membentuk lapisan arang untuk menghalangi api.
  Keuntungan:
• Sinergi fosfor-nitrogen dapat menurunkan suhu dekomposisi (dapat disesuaikan hingga ~140°C melalui ukuran nano atau formulasi).
• N₂ adalah gas inert; dampak NH₃ pada elektrolit (LiPF₆) perlu dievaluasi.
  Pertimbangan:
• Verifikasi stabilitas APP dalam elektrolit (hindari hidrolisis menjadi asam fosfat dan NH₃). Lapisan silika dapat meningkatkan stabilitas.
• Pengujian kompatibilitas elektrokimia (misalnya, voltametri siklik) diperlukan.

2. Penghambat Api Berbasis Nitrogen (misalnya, Sistem Senyawa Azo)

Calon:Azodikarbonamida (ADCA) dengan aktivator (misalnya, ZnO).
Mekanisme:

• Suhu dekomposisi dapat disesuaikan hingga 140–150°C, melepaskan N₂ dan CO₂.
  Keuntungan:
• N₂ adalah gas inert ideal, tidak berbahaya bagi baterai.
  Pertimbangan:
• Kendalikan produk sampingan (misalnya, CO, NH₃).
• Mikroenkapsulasi dapat mengatur suhu dekomposisi secara tepat.

3. Sistem Reaksi Termal Karbonat/Asam (misalnya, NaHCO₃ Mikroenkapsulasi + Sumber Asam)

Mekanisme:

• Mikrokapsul pecah pada suhu 140°C, memicu reaksi antara NaHCO₃ dan asam organik (misalnya, asam sitrat) untuk melepaskan CO₂.
  Keuntungan:
• CO₂ bersifat inert dan aman; suhu reaksi dapat dikontrol.
  Pertimbangan:
• Ion natrium dapat mengganggu pengangkutan Li⁺; pertimbangkan garam litium (misalnya, LiHCO₃) atau melumpuhkan Na⁺ dalam lapisan.
• Optimalkan enkapsulasi untuk stabilitas suhu ruangan.

Pilihan Potensial Lainnya

• Rangka Logam-Organik (MOF):misalnya, ZIF-8 terurai pada suhu tinggi dan melepaskan gas; saring MOF dengan suhu penguraian yang sesuai.
• Zirkonium Fosfat (ZrP):Membentuk lapisan penghalang setelah dekomposisi termal, tetapi mungkin memerlukan ukuran nano untuk menurunkan suhu dekomposisi.

Rekomendasi Eksperimental

1. Analisis Termogravimetri (TGA):Tentukan suhu dekomposisi dan sifat pelepasan gas.
2. Pengujian Elektrokimia:Menilai dampak pada konduktivitas ionik, impedansi antarmuka, dan kinerja siklus.
3. Pengujian Ketahanan Api:misalnya, uji pembakaran vertikal, pengukuran penyusutan termal (pada 140°C).

Kesimpulan

Itupenghambat api sinergis fosfor-nitrogen yang dimodifikasi (misalnya, APP berlapis + melamin)direkomendasikan terlebih dahulu karena ketahanan apinya yang seimbang dan suhu dekomposisi yang dapat diatur. Jika NH₃ harus dihindari,sistem senyawa azoatausistem pelepasan CO₂ mikroenkapsulasimerupakan alternatif yang layak. Validasi eksperimental bertahap disarankan untuk memastikan stabilitas elektrokimia dan kelayakan proses.

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