隨著電動車、可再生能源和消費性電子產品對鋰離子電池創新需求的加速,人們的注意力正轉移到傳統上不為人所注意的元件上。其中最重要的就是電池隔膜。隔膜雖然沒有電化學活性,但透過保持陽極和陰極之間的分離,同時實現離子傳導,在安全性、長壽命和性能方面發揮著關鍵作用。而隔膜的可靠性越來越取決於塗層材料的純度和性能,尤其是高純度氧化鋁。
為什麼傳統的分離器已經不夠用了
目前,大多數鋰離子電池都使用聚乙烯 (PE) 或聚丙烯 (PP) 製成的聚合物隔膜。這些材料具有彈性和成本效益,並提供多孔結構,有助於鋰離子傳輸。然而,這些材料的熱穩定性低、濕潤性有限,而且電解液吸收效果不佳。在過度充電或高放電率等熱應力下,這些薄膜可能會收縮、熔化或降解,增加內部短路和熱失控的風險。
為了克服這些限制,電池製造商轉而採用先進的陶瓷塗層,以改善耐熱性、機械強度和離子相容性,這些都是 POLARGuard™ 高純度氧化鋁的優勢。 POLARGuard™ 高純度氧化鋁的優勢。
使用陶瓷塗層的分離器更安全:高純氧化鋁案例
在分離器上塗覆超潔淨陶瓷層可大幅提升其效能。高純度氧化鋁 (特別是POLARGuard™ CRYSTALGuard™和TECHGuard™產品) 可提供可靠的陶瓷屏障,增強耐熱性、防止收縮,並降低短路風險。這些塗層也可作為結構強化層,提供更佳的抗穿刺能力,並改善抗鋰電鍍樹枝狀穿透的能力。
已發表的研究顯示,鍍有高純度 alpha alumina (α-Al₂O₃) 的分離器在熱應力下的收縮率明顯較低,尺寸穩定性也較佳。POLARGuard™ 氧化鋁使此性能在製造過程中可擴展、乾淨且一致。
POLARGuard™ 如何協助抑制故障模式
熱失控並非唯一的風險。即使是微小的金屬雜質或分離器不一致,也可能造成局部熱點、引發樹枝狀物生長,並導致災難性故障。這就是超高純度的重要性。
POLARGuard™ 4N 和 5N 氧化鋁粉和氧化鋁珠專門設計用於 鋰離子隔膜塗層超低雜質含量。我們的氧化鋁產品的總雜質含量低於 100 ppm,而微量金屬含量則低至個位數 ppm,因此可降低膜損壞、局部短路和隔膜穿刺的風險。這不僅是性能,更是設計上的保護。
可同時優化安全性與效率的分離器塗層
精心設計的陶瓷層不會阻礙離子傳輸,反而會增強離子傳輸。POLARGuard™ 氧化鋁顆粒具有均勻的顆粒大小、高結晶度和流動特性,可在增加熱和機械彈性的同時保持透氣性。
這些優點轉化為可衡量的系統優勢:
- 改善電解質濕潤性
- 增強離子傳導性
- 穩定的長期循環表現
- 更高的允許功率密度
- 對溫度尖峰和電壓不規則的耐受性更佳
無論您是要開發圓柱型、袋裝或稜柱型電池,POLARGuard™ 隔離器都能幫助您實現更高的產量、更高的安全性以及更長的電池壽命。
突破電池設計的極限
由於隔膜厚度通常只有 20-25 µm,即使最輕微的不一致或雜質都可能導致安全問題。Polar 的高純度氧化鋁產品可提供下一代鋰離子電池所需的可靠性,包括高容量 EV 電芯和具有強大性能特性的能源儲存系統。
由於鋰離子電池的能量密度持續增加,POLARGuard™ 提供現代電池所需的陶瓷性能層,以 4N 和 5N 純度為基礎,並提供全球支援和成熟的製造準備。 立即聯絡我們以改善您的電池裝置。