Analýza zpomalovačů hoření a doporučení pro nátěry oddělovačů baterií

Analýza zpomalovačů hoření a doporučení pro nátěry oddělovačů baterií

Zákazník vyrábí separátory baterií a povrch separátoru může být potažen vrstvou, obvykle oxidu hlinitého (Al₂O₃) s malým množstvím pojiva. Nyní hledá alternativní zpomalovače hoření, které by nahradily oxid hlinitý, s následujícími požadavky:

• Účinná zpomalovací schopnost hoření při 140 °C(např. rozklad za účelem uvolnění inertních plynů).
• Elektrochemická stabilitaa kompatibilitu s komponenty baterie.

Doporučené zpomalovače hoření a analýza

1. Synergické zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku (např. modifikovaný polyfosforečnan amonný (APP) + melamin)

Mechanismus:

• Zdroj kyseliny (APP) a zdroj plynu (melamin) synergicky uvolňují NH₃ a N₂, čímž ředí kyslík a tvoří vrstvu uhlíku, která blokuje plameny.
  Výhody:
• Synergie fosforu a dusíku může snížit teplotu rozkladu (nastavitelnou na ~140 °C pomocí nano-dimenzionování nebo formulace).
• N₂ je inertní plyn; je třeba vyhodnotit vliv NH₃ na elektrolyt (LiPF₆).
  Úvahy:
• Ověřte stabilitu APP v elektrolytech (zabraňte hydrolýze na kyselinu fosforečnou a NH₃). Povlak oxidu křemičitého může zlepšit stabilitu.
• Je vyžadováno testování elektrochemické kompatibility (např. cyklická voltametrie).

2. Zpomalovače hoření na bázi dusíku (např. systémy azo sloučenin)

Kandidát:Azodikarbonamid (ADCA) s aktivátory (např. ZnO).
Mechanismus:

• Teplota rozkladu nastavitelná na 140–150 °C, uvolňuje se N₂ a CO₂.
  Výhody:
• N₂ je ideální inertní plyn, neškodný pro baterie.
  Úvahy:
• Kontrolujte vedlejší produkty (např. CO, NH₃).
• Mikroenkapsulace dokáže přesně nastavit teplotu rozkladu.

3. Systémy pro tepelnou reakci uhličitanu/kyseliny (např. mikroenkapsulovaný NaHCO₃ + zdroj kyseliny)

Mechanismus:

• Mikrokapsle praskají při 140 °C, což spouští reakci mezi NaHCO₃ a organickou kyselinou (např. kyselinou citronovou) za vzniku CO₂.
  Výhody:
• CO₂ je inertní a bezpečný; reakční teplota je regulovatelná.
  Úvahy:
• Sodné ionty mohou interferovat s transportem Li⁺; zvažte použití lithných solí (např. LiHCO₃) nebo imobilizaci Na⁺ v povlaku.
• Optimalizujte zapouzdření pro stabilitu při pokojové teplotě.

Další možné možnosti

• Metalo-organické struktury (MOF):Např. ZIF-8 se rozkládá při vysokých teplotách za uvolňování plynu; hledejte MOF s odpovídajícími teplotami rozkladu.
• Fosforečnan zirkoničitý (ZrP):Při tepelném rozkladu vytváří bariérovou vrstvu, ale pro snížení teploty rozkladu může být nutné nanočástice.

Experimentální doporučení

1. Termogravimetrická analýza (TGA):Stanovte teplotu rozkladu a vlastnosti uvolňování plynu.
2. Elektrochemické testování:Posouďte dopad na iontovou vodivost, mezifázovou impedanci a cyklický výkon.
3. Zkoušky zpomalení hoření:např. zkouška vertikálním hořením, měření tepelného smrštění (při 140 °C).

Závěr

Ten/Ta/Tomodifikovaný synergický zpomalovač hoření na bázi fosforu a dusíku (např. potažený APP + melamin)se doporučuje jako první kvůli jeho vyvážené nehořlavosti a nastavitelné teplotě rozkladu. Pokud je nutné se vyhnout NH₃,systémy azosloučeninnebomikroenkapsulované systémy pro uvolňování CO₂jsou životaschopnými alternativami. Doporučuje se fázované experimentální validace, aby se zajistila elektrochemická stabilita a proveditelnost procesu.

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