Analiza usporivača plamena i preporuke za premaze za separatore baterija

Analiza usporivača plamena i preporuke za premaze za separatore baterija

Kupac proizvodi separatore za baterije, a površina separatora može biti premazana slojem, obično aluminijevog oksida (Al₂O₃) s malom količinom veziva. Sada traže alternativne usporivače gorenja koji bi zamijenili aluminijev oksid, sa sljedećim zahtjevima:

• Efektivna usporavanje plamena na 140°C(npr. raspadanjem radi oslobađanja inertnih plinova).
• Elektrohemijska stabilnosti kompatibilnost s komponentama baterije.

Preporučeni usporivači plamena i analiza

1. Sinergijski usporivači gorenja fosfora i dušika (npr. modificirani amonijum polifosfat (APP) + melamin)

Mehanizam:

• Izvor kiseline (APP) i izvor plina (melamin) sinergijski djeluju kako bi oslobodili NH₃ i N₂, razrjeđujući kisik i formirajući sloj ugljena koji blokira plamen.
  Prednosti:
• Sinergija fosfora i dušika može sniziti temperaturu razgradnje (podesivo na ~140°C putem nano-veličine ili formulacije).
• N₂ je inertni plin; potrebno je procijeniti utjecaj NH₃ na elektrolit (LiPF₆).
  Razmatranja:
• Provjerite stabilnost APP-a u elektrolitima (izbjegavajte hidrolizu u fosfornu kiselinu i NH₃). Premaz silicijum dioksidom može poboljšati stabilnost.
• Potrebno je ispitivanje elektrohemijske kompatibilnosti (npr. ciklična voltametrija).

2. Usporivači gorenja na bazi dušika (npr. sistemi azo spojeva)

Kandidat:Azodikarbonamid (ADCA) s aktivatorima (npr. ZnO).
Mehanizam:

• Temperatura raspadanja se može podesiti na 140–150°C, pri čemu se oslobađaju N₂ i CO₂.
  Prednosti:
• N₂ je idealan inertni plin, bezopasan za baterije.
  Razmatranja:
• Kontrolirajte nusproizvode (npr. CO, NH₃).
• Mikrokapsulacija može precizno podesiti temperaturu razgradnje.

3. Sistemi termalnih reakcija karbonata/kiseline (npr. mikroinkapsulirani NaHCO₃ + izvor kiseline)

Mehanizam:

• Mikrokapsule pucaju na 140°C, što izaziva reakciju između NaHCO₃ i organske kiseline (npr. limunske kiseline) pri čemu se oslobađa CO₂.
  Prednosti:
• CO₂ je inertan i siguran; temperatura reakcije se može kontrolirati.
  Razmatranja:
• Natrijevi ioni mogu ometati transport Li⁺; razmotrite litijumove soli (npr. LiHCO₃) ili imobilizaciju Na⁺ u premazu.
• Optimizirajte enkapsulaciju za stabilnost na sobnoj temperaturi.

Druge potencijalne opcije

• Metalno-organski okviri (MOF):npr. ZIF-8 se razgrađuje na visokim temperaturama oslobađajući plin; pregledajte MOF-ove sa odgovarajućim temperaturama razgradnje.
• Cirkonijum fosfat (ZrP):Nakon termičke razgradnje formira barijerni sloj, ali može biti potrebno nano-dimenzioniranje kako bi se snizila temperatura razgradnje.

Eksperimentalne preporuke

1. Termogravimetrijska analiza (TGA):Odrediti temperaturu razgradnje i svojstva oslobađanja plina.
2. Elektrohemijsko ispitivanje:Procijenite utjecaj na ionsku provodljivost, međufaznu impedanciju i performanse ciklusa.
3. Ispitivanje otpornosti na plamen:npr. ispitivanje vertikalnog gorenja, mjerenje termičkog skupljanja (na 140°C).

Zaključak

Themodificirani sinergijski usporivač gorenja fosfora i dušika (npr. obloženi APP + melamin)se preporučuje prvi zbog svoje uravnotežene otpornosti na plamen i prilagodljive temperature razgradnje. Ako se NH₃ mora izbjegavati,azo spojni sistemiilimikrokapsulirani sistemi za oslobađanje CO₂su održive alternative. Preporučuje se fazna eksperimentalna validacija kako bi se osigurala elektrohemijska stabilnost i izvodljivost procesa.

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