¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los separadores de PP, PE y AGM?

1. Descripción general de los separadores El separador es un componente importante de la batería y no es un material activo. En algunos casos, incluso juega un papel decisivo. El material en sí es un aislante electrónico y su porosidad lo convierte en conductor iónico. La resistencia del separador es un rendimiento importante del separador. Está determinada por el grosor, la porosidad y la tortuosidad del separador. Tiene un impacto importante en la capacidad de descarga de alta velocidad y el nivel de voltaje del terminal de la batería. del separador en ácido sulfúrico afecta directamente la vida útil de la batería; la elasticidad del separador puede retrasar la caída del material activo positivo; el tamaño de los poros del separador afecta el grado de cortocircuito de las dendritas de plomo; Debido al papel multifacético de los separadores en el rendimiento de las baterías de plomo-ácido, cada mejora en la calidad del desarrollo de separadores va acompañada de una mejora en el rendimiento de las baterías de plomo-ácido. La función principal del separador es evitar que los electrodos positivo y negativo cortocircuiten, pero sin aumentar significativamente la resistencia interna de la batería. Por lo tanto, el separador debe ser poroso, permitiendo que el electrolito se difunda libremente y los iones migren, y tener una resistencia relativamente pequeña. Cuando parte del material activo se cae, no debe llegar a la placa opuesta a través de los poros, es decir, el diámetro de los poros debe ser pequeño, el número de orificios debe ser grande y el área total del espacio debe ser grande. Además, también requiere buena resistencia mecánica, resistencia a la corrosión ácida, resistencia a la oxidación y que no se precipiten sustancias nocivas para la placa. En la década de 1950, las baterías de arranque utilizaban principalmente separadores de madera, ya que debían usarse en condiciones húmedas, las placas negativas eran propensas a la oxidación y el tiempo de carga inicial era largo. No podían usarse en baterías de plomo-ácido de carga seca. En particular, las particiones de madera no son resistentes a la oxidación y la corrosión del ácido sulfúrico, lo que reduce la duración de la batería. Para mejorar la vida útil de las baterías de plomo-ácido, se propone utilizar separadores de madera y separadores de lana de vidrio para duplicar la vida útil de la batería. Sin embargo, la resistencia interna de la batería aumenta, lo que tiene un impacto negativo en la capacidad de la batería y en el arranque. Descarga. También puede cumplir con los requisitos estándar en ese momento. A mediados de la década de 1960, aparecieron los separadores de caucho microporosos, que mejoraron significativamente la vida útil de la batería debido a su buena resistencia a los ácidos y a la corrosión por oxidación. También promueve la mejora de la estructura de la batería, reduce la distancia entre centros de las placas y mejora en gran medida el rendimiento de descarga inicial y la energía específica del volumen de la batería. Precisamente debido al excelente rendimiento de los separadores de caucho microporosos, dominaron la industria de las baterías de plomo-ácido desde los años 1970 hasta principios de los 1990. Las desventajas de los separadores de caucho microporosos son: lenta impregnación con electrolito, falta de recursos excepto en zonas tropicales, proceso de fabricación complejo y alto costo. Además, es difícil fabricar productos terminados delgados (es difícil obtener espesores inferiores a 1 mm. Al mismo tiempo que se producían separadores de caucho microporosos, también aparecieron separadores de PVC sinterizado y, posteriormente, separadores de cloruro de polioxivinilo blando). diferente de la partición de goma, pero fue muy popular en la década de 1980. Desde 1993, debido al aumento del coste de las mamparas de caucho microporoso, las mamparas de PVC han escaseado. En la década de 1990, aparecieron uno tras otro los separadores de PP (polipropileno), los separadores de PE (polietileno), los separadores de fibra de vidrio ultrafina (cada producto es 10-G) y sus separadores compuestos. También han aparecido separadores de papel de fibra, que tienen buena resistencia y porosidad, pero tienen poca resistencia a la corrosión y resistencia mecánica y tamaños de poro grandes, por lo que no se pueden utilizar en grandes cantidades. Actualmente, los separadores de bolsas de polietileno son ampliamente utilizados en baterías de automóviles en el mundo, especialmente en Estados Unidos y Europa Occidental. El separador de PE tiene un tamaño de poro pequeño, una resistencia extremadamente baja y una base extremadamente delgada. Es fácil de fabricar en forma de bolsa y es adecuado para la producción continua de baterías. Sin embargo, actualmente no existe una producción en masa nacional en China, y las líneas de ensamblaje (incluidas las máquinas de ensamblaje) adecuadas para este separador también son limitadas, por lo que su uso aún no está generalizado. Los fabricantes de baterías para automóviles aceptan gradualmente los separadores de PP y 10-G; . Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula selladas utilizan principalmente AGM (separadores de fibra de vidrio adsorbidas). A continuación presentamos principalmente los separadores de fibra de vidrio ultrafinos 2. Los separadores de fibra de vidrio ultrafinos se utilizan actualmente en baterías de plomo-ácido reguladas por válvula. Separador de fibra (AGM). La función principal de este separador es permitir el flujo de iones entre los electrodos. Tiene una porosidad extremadamente alta; su gran superficie específica y su buena humectabilidad pueden absorber la máxima cantidad de electrolito. El separador debe tener una resistencia estable y a largo plazo a la corrosión química y electroquímica en la batería. No debe liberar ninguna sustancia que aumente la tasa de desprendimiento de gas, la corrosión o la autodescarga. Además, debe tener una buena resistencia a la tracción para garantizar que. el separador permanece en la batería y no será perforado por bordes afilados o partículas pequeñas durante el proceso de producción y montaje. El separador es un componente importante en la producción de baterías. Su calidad afecta directamente la capacidad de descarga y la vida útil del ciclo de carga-descarga de la batería. Por lo tanto, se debe prestar atención a la selección e investigación de los separadores de baterías.

En términos generales, el separador de la batería debe cumplir los siguientes requisitos: I. Evitar que las placas de los electrodos positivo y negativo entren en contacto y provoquen un cortocircuito interno de la batería. II. Apriete el conjunto de la batería y reduzca el volumen de la batería; . Evitar que la placa se deforme y doble y que los materiales activos se caigan; IV. Almacene la cantidad necesaria de electrolito en el separador poroso entre las placas para garantizar una alta conductividad y los requisitos de reacción de la batería. V. Evite que algunas sustancias dañinas para el electrodo migren; el separador y la difusión. Para garantizar que el separador pueda desempeñar con éxito el papel anterior en la batería, deben existir ciertos requisitos para el propio separador. Los diversos requisitos que se mencionan a continuación suelen tener diferente énfasis según el rendimiento de la batería. En general, existen algunos requisitos para la calidad de los separadores: I. El material del separador en sí es un aislante, pero cuando se convierte en un separador, debe tener una estructura porosa suelta y poder absorber una gran cantidad de solución electrolítica; II; Para tener buena estabilidad química, debe ser resistente a la corrosión, oxidación y envejecimiento del ácido sulfúrico. III. El separador debe tener mayor resistencia mecánica y elasticidad para facilitar su instalación en producción. debe ser absorbido rápidamente por el ácido sulfúrico del electrolito; V. No debe haber impurezas en el separador que puedan lixiviarse en la solución de ácido sulfúrico que sean dañinas para la batería VI. , y no se permiten grietas ni perforaciones; VII. Separador La resistencia de la placa sumergida en la solución de ácido sulfúrico electrolítico debe ser pequeña; VIII. El separador debe tener un amplio rango de temperatura de funcionamiento; y la consistencia del diámetro de los poros debe ser alta; X. Para materiales blandos, los tabiques deben tener una tasa de contracción o expansión que cumpla con los requisitos XI. Los tabiques blandos deben tener buena resistencia al plegado; las particiones deben cumplir con los requisitos del índice; 3. Particiones de fibra de vidrio ultrafinas La estructura y características del tablero Este tipo de partición está compuesta de fibras de vidrio ultrafinas con un diámetro de 0,5 a 4 um sin ningún aglutinante orgánico. El papel de fibra de vidrio no comprimido se fabrica mediante el método de fabricación de papel. Su estructura es similar a una estera de múltiples capas, con fibras de vidrio dispuestas aleatoriamente formando un canal libre relativamente pequeño y de alto diámetro. Este separador tiene un rendimiento significativamente mejor que los separadores de baterías normales en muchos aspectos. En general, tiene las siguientes características principales: I. Alta capacidad de absorción de líquido, rápida velocidad de absorción de líquido, buena hidrofilicidad, absorbe y mantiene el electrolito requerido para la capacidad nominal de la batería y mantiene su alta tasa de absorción de líquido durante toda su vida; II. Gran superficie y alta porosidad. Mientras el electrolito sea pobre, puede garantizar que el oxígeno generado por el electrodo positivo se difunda hacia el electrodo negativo a través del separador y se combine con el cable de esponja en el electrodo negativo. III. El tamaño de poro pequeño puede prevenir eficazmente el cortocircuito de la batería. y penetración de dendritas; IV. Alta pureza química, menos impurezas dañinas; V. Muy buena resistencia a los ácidos y a la oxidación; VI. 4. Principales factores que afectan el rendimiento de los separadores de fibra de vidrio ultrafina: I. Influencia de la composición química de la fibra de vidrio ultrafina La composición química de la lana de vidrio es un factor clave que afecta el rendimiento del separador, lo que afecta directamente a la sustancia química. Propiedades del separador. II. La influencia del diámetro y la longitud de la lana de fibra de vidrio ultrafina. Cuanto menor es el diámetro de la fibra de vidrio ultrafina, mayor es el área de superficie y mayor es la humectabilidad, por lo que la tasa de absorción de líquido es mayor y el tamaño de los poros de la partición también es menor. , y la capacidad de resistir la penetración de las dendritas es más fuerte, pero su valor de resistencia aumentará en consecuencia, por lo que se debe elegir una combinación óptima. La longitud de la lana de fibra de vidrio también afecta el rendimiento de las particiones. Si el algodón es largo, las fibras no son fáciles de dispersar y flocular, lo que hace que las particiones sean desiguales; si el algodón es corto, la uniformidad de las particiones mejora, pero la resistencia es baja, por lo que se debe seleccionar un rango de longitud óptimo. III. El impacto de las impurezas nocivas en la lana de fibra de vidrio ultrafina Las impurezas en la lana de fibra de vidrio tienen un impacto directo en el rendimiento de la partición. La presencia de hierro, cobre, níquel y otros metales o iones metálicos en la lana de fibra de vidrio aumentará la autodescarga y el desprendimiento de gases de la batería. Por lo tanto, se deben seleccionar materias primas con impurezas menos dañinas para garantizar un buen rendimiento del separador. 5. El impacto de los separadores en el rendimiento de la batería. La calidad de los separadores afectará directamente la capacidad de la batería, la vida útil del ciclo de carga y descarga, la autodescarga y otras propiedades. Los resultados del análisis de la batería muestran que la razón principal del bajo ciclo de vida de la batería es que el tamaño de los poros del separador de mala calidad es relativamente grande y, por lo tanto, la distribución del tamaño de los poros y el espesor son desiguales, al igual que la carga y la descarga. Al continuar, una pequeña cantidad de polvo de plomo del electrodo positivo penetra gradualmente. El separador llega al lado del electrodo negativo y las dendritas del plomo del electrodo negativo pueden penetrar en el separador, provocando eventualmente un cortocircuito crónico de la batería. Por lo tanto, a medida que avanza la carga y descarga, la batería. La capacidad de la batería disminuye gradualmente y deja de ser válida. Se puede ver en la disección de la batería después del final de su vida útil que el lado del separador cerca del electrodo negativo se vuelve marrón rojizo, lo que indica que una pequeña cantidad de polvo de plomo ha penetrado en el separador. Vale la pena enfatizar que la calidad del separador seleccionado juega un papel vital en la prevención de cortocircuitos crónicos de la batería.

Los mejores separadores tienen buena resistencia a la penetración y oxidación de las dendritas, y tienen diámetros de poro pequeños y uniformes y porosidad moderada, lo que puede reducir significativamente la corriente de terminación de carga, extender la vida eléctrica de la batería y reducir la tasa de autodescarga de la batería. La resistencia del separador afecta directamente el voltaje de funcionamiento y la capacidad de descarga durante la descarga. Un separador con alta resistencia hace que el voltaje de funcionamiento caiga cuando la batería se está descargando y la capacidad de descarga de la batería también es baja. Por tanto, la resistencia del separador de baterías que utilicemos debe ser pequeña. En resumen, creemos que la calidad de los separadores de baterías es un factor extremadamente importante que afecta la vida útil de carga y descarga, la autodescarga y la capacidad de las baterías de plomo-ácido. Por lo tanto, en el proceso de producción de las baterías, las características de las diferentes baterías. Debe determinarse de acuerdo con las características de las diferentes baterías. Elija sabiamente el separador de baterías que necesita.