Análise ignífuga e recomendacións para revestimentos de separadores de baterías

Análise ignífuga e recomendacións para revestimentos de separadores de baterías

O cliente produce separadores de baterías, e a superficie do separador pode recubrirse cunha capa, normalmente de alúmina (Al₂O₃) cunha pequena cantidade de aglutinante. Agora buscan retardantes de chama alternativos para substituír a alúmina, cos seguintes requisitos:

• Resistencia efectiva á chama a 140 °C(por exemplo, descomposición para liberar gases inertes).
• Estabilidade electroquímicae compatibilidade cos compoñentes da batería.

Retardantes de chama recomendados e análise

1. Retardantes de chama sinérxicos de fósforo e nitróxeno (por exemplo, polifosfato de amonio modificado (APP) + melamina)

Mecanismo:

• A fonte de ácido (APP) e a fonte de gas (melamina) sinerxizan para liberar NH₃ e N₂, diluíndo o osíxeno e formando unha capa de carbón para bloquear as chamas.
  Vantaxes:
• A sinerxía fósforo-nitróxeno pode reducir a temperatura de descomposición (axustable a ~140 °C mediante nanodimensionamento ou formulación).
• O N₂ é un gas inerte; cómpre avaliar o impacto do NH₃ no electrolito (LiPF₆).
  Consideracións:
• Verificar a estabilidade da APP nos electrolitos (evitar a hidrólise en ácido fosfórico e NH₃). Un recubrimento de sílice pode mellorar a estabilidade.
• É necesario realizar probas de compatibilidade electroquímica (por exemplo, voltamperometría cíclica).

2. Retardantes de chama a base de nitróxeno (por exemplo, sistemas de compostos azoicos)

Candidato/a:Azodicarbonamida (ADCA) con activadores (por exemplo, ZnO).
Mecanismo:

• Temperatura de descomposición axustable a 140–150 °C, liberando N₂ e CO₂.
  Vantaxes:
• O N₂ é un gas inerte ideal, inocuo para as baterías.
  Consideracións:
• Controlar os subprodutos (por exemplo, CO, NH₃).
• A microencapsulación pode axustar con precisión a temperatura de descomposición.

3. Sistemas de reacción térmica de carbonato/ácido (por exemplo, NaHCO₃ microencapsulado + fonte de ácido)

Mecanismo:

• As microcápsulas rompen a 140 °C, o que desencadea unha reacción entre o NaHCO₃ e o ácido orgánico (por exemplo, o ácido cítrico) para liberar CO₂.
  Vantaxes:
• O CO₂ é inerte e seguro; a temperatura de reacción é controlable.
  Consideracións:
• Os ións de sodio poden interferir co transporte de Li⁺; considere a posibilidade de sales de litio (por exemplo, LiHCO₃) ou a inmobilización de Na⁺ no revestimento.
• Optimizar o encapsulamento para a estabilidade á temperatura ambiente.

Outras opcións potenciais

• Estruturas metalorgánicas (MOF):Por exemplo, o ZIF-8 descomponse a altas temperaturas liberando gas; buscar MOF con temperaturas de descomposición iguais.
• Fosfato de circonio (ZrP):Forma unha capa barreira tras a descomposición térmica, pero pode requirir un tamaño nanométrico para baixar a temperatura de descomposición.

Recomendacións experimentais

1. Análise termogravimétrica (TGA):Determinar a temperatura de descomposición e as propiedades de liberación de gases.
2. Probas electroquímicas:Avaliar o impacto na condutividade iónica, a impedancia interfacial e o rendemento cíclico.
3. Probas de retardo de chama:por exemplo, proba de queima vertical, medición da contracción térmica (a 140 °C).

Conclusión

O/Aretardante de chama sinérxico de fósforo-nitróxeno modificado (por exemplo, APP revestido + melamina)recoméndase primeiro debido á súa ignifugación equilibrada e á súa temperatura de descomposición regulable. Se se debe evitar o NH₃,sistemas de compostos azoicosousistemas microencapsulados de liberación de CO₂son alternativas viables. Recoméndase unha validación experimental por fases para garantir a estabilidade electroquímica e a viabilidade do proceso.

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