بررسی خصوصیات فیزیکی و الکتروشیمیایی غشاء مورد استفاده در باتری لیتیوم- یون توان ‌بالا

یکی از دلایل افزایش استقبال از باتری‌های لیتیوم- یون، بهبود قابلیت نرخ‌پذیری و چگالی توان آن‌ها است. تمام اجزای یک باتری از جمله آند، کاتد، الکترولیت و غشاء می‌توانند منجر به محدود شدن قابلیت نرخ‌پذیری باتری‌های لیتیوم- یون شوند. درحالی‌که اکثر تلاش‌ها بر روی معماری جدید الکترود و فرمولاسیون الکترولیت به‌منظور بهبود قابلیت نرخ‌پذیری باتری متمرکز شده‌اند، مطالعات روی غشاها به طور عمده به خواص مکانیکی و فیزیکی آن‌ها محدود شده و توجه کمی به تاثیر آن‌ها بر عملکرد نرخ‌پذیری باتری‌های لیتیوم- یون شده است. در این پژوهش، یک بررسی جامع از خواص فیزیکی، حرارتی و الکتروشیمیایی غشاء باتری دمونتاژشده با قابلیت نرخ دشارژ بالا و غشاء تجاری پلی‌اتیلنی با ضخامت 16 میکرون گزارش شده است. با توجه به پژوهش انجام‌شده، نشان داده شده است که غشاء hdlib به ‌میزان 26% از زاویه تماس کمتر و ترشوندگی بهتری نسبت به غشاء تجاری پلی‌اتیلنی برخوردار است. همچنین، غشاء hdlib در دمای °c150 به‌میزان 55.6% کمتر از غشاء پلی‌اتیلنی دچار انقباض شده است که این موضوع می‌تواند از حضور ذرات سرامیک بوهمایت در ساختار آن نشات گرفته باشد. علاوه‌بر این، این موضوع نشان می‌دهد که غشاء hdlib می‌تواند نقش مهمی در بهبود قابلیت نرخ‌پذیری و ایمنی باتری‌های لیتیوم- یون ایفا کند

investigation of physical and electrochemical properties of separator used in high drain lithium-ion battery

one of the reasons for the increasing popularity of lithium- ion batteries is the improvement of their rate capability and power density. all components of a battery, including the anode, cathode, electrolyte, and separator, can limit the capability of lithium-ion batteries. while most efforts have focused on the new electrode architecture and electrolyte formulation to improve battery performance, studies on separators have focused mainly on their mechanical and physical properties and little attention has been paid to their effect on the performance of lithium-ion batteries. in this study, a comprehensive study of the physical, thermal and electrochemical properties of disassembled high drain lithium- ion battery separator (hdlib) with high discharge rate capability and commercial polyethylene separator with a thickness of 16µm (g16) is reported. according to the research, it has been shown that hdlib separator has 26% less contact angle and better wettability than commercial polyethylene separator. also, hdlib separator at 150°c has shrunk by 55.6% less than g16, which may be due to the presence of boehmite ceramic particles in its structure. in addition, it shows that hdlib separator can play an important role in improving the rate performance and safety of lithium- ion batteries