Analýza spomaľovačov horenia a odporúčania pre nátery separátorov batérií

Analýza spomaľovačov horenia a odporúčania pre nátery separátorov batérií

Zákazník vyrába separátory batérií a povrch separátora môže byť potiahnutý vrstvou, zvyčajne oxidu hlinitého (Al₂O₃) s malým množstvom spojiva. Teraz hľadá alternatívne spomaľovače horenia, ktoré by nahradili oxid hlinitý, s nasledujúcimi požiadavkami:

• Účinná retardácia horenia pri 140 °C(napr. rozklad za účelom uvoľnenia inertných plynov).
• Elektrochemická stabilitaa kompatibilitu s komponentmi batérie.

Odporúčané spomaľovače horenia a analýza

1. Synergické spomaľovače horenia na báze fosforu a dusíka (napr. modifikovaný polyfosforečnan amónny (APP) + melamín)

Mechanizmus:

• Zdroj kyseliny (APP) a zdroj plynu (melamín) synergicky uvoľňujú NH₃ a N₂, čím riedia kyslík a vytvárajú vrstvu uhlia, ktorá blokuje plamene.
  Výhody:
• Synergia fosforu a dusíka môže znížiť teplotu rozkladu (nastaviteľnú na ~140 °C pomocou nano-dimenzovania alebo formulácie).
• N₂ je inertný plyn; je potrebné vyhodnotiť vplyv NH₃ na elektrolyt (LiPF₆).
  Úvahy:
• Overte stabilitu APP v elektrolytoch (zabráňte hydrolýze na kyselinu fosforečnú a NH₃). Povlak oxidu kremičitého môže zlepšiť stabilitu.
• Vyžaduje sa testovanie elektrochemickej kompatibility (napr. cyklická voltametria).

2. Spomaľovače horenia na báze dusíka (napr. systémy azozlúčenín)

Kandidát:Azodikarbonamid (ADCA) s aktivátormi (napr. ZnO).
Mechanizmus:

• Teplota rozkladu nastaviteľná na 140–150 °C, pričom sa uvoľňuje N₂ a CO₂.
  Výhody:
• N₂ je ideálny inertný plyn, neškodný pre batérie.
  Úvahy:
• Kontrolujte vedľajšie produkty (napr. CO, NH₃).
• Mikroenkapsulácia dokáže presne nastaviť teplotu rozkladu.

3. Systémy tepelných reakcií s uhličitanom/kyselinou (napr. mikroenkapsulovaný NaHCO₃ + zdroj kyseliny)

Mechanizmus:

• Mikrokapsuly praskajú pri teplote 140 °C, čo spúšťa reakciu medzi NaHCO₃ a organickou kyselinou (napr. kyselinou citrónovou) za vzniku CO₂.
  Výhody:
• CO₂ je inertný a bezpečný; reakčná teplota je kontrolovateľná.
  Úvahy:
• Sodné ióny môžu interferovať s transportom Li⁺; zvážte lítiové soli (napr. LiHCO₃) alebo imobilizáciu Na⁺ v povlaku.
• Optimalizujte zapuzdrenie pre stabilitu pri izbovej teplote.

Ďalšie možné možnosti

• Metal-organické štruktúry (MOF):Napr. ZIF-8 sa rozkladá pri vysokých teplotách za uvoľnenia plynu; hľadajte MOF so zodpovedajúcimi teplotami rozkladu.
• Fosforečnan zirkoničitý (ZrP):Pri tepelnom rozklade vytvára bariérovú vrstvu, ale na zníženie teploty rozkladu môže byť potrebné nano-disperzné vlákno.

Experimentálne odporúčania

1. Termogravimetrická analýza (TGA):Stanovte teplotu rozkladu a vlastnosti uvoľňovania plynu.
2. Elektrochemické testovanie:Posúďte vplyv na iónovú vodivosť, medzifázovú impedanciu a cyklický výkon.
3. Skúšanie samozhášavosti:napr. skúška vertikálneho horenia, meranie tepelného zmršťovania (pri 140 °C).

Záver

Ten/Tá/Tomodifikovaný synergický spomaľovač horenia na báze fosforu a dusíka (napr. potiahnutý APP + melamín)sa odporúča ako prvý kvôli jeho vyváženej samozhášavosti a nastaviteľnej teplote rozkladu. Ak sa treba vyhnúť NH₃,systémy azozlúčenínalebomikroenkapsulované systémy na uvoľňovanie CO₂sú životaschopnými alternatívami. Na zabezpečenie elektrochemickej stability a uskutočniteľnosti procesu sa odporúča fázované experimentálne overenie.

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