08.05.2023 by Aileen Sammler
A műanyagok jelentősége az akkumulátorok energiatároló funkciója szempontjából
A műanyagokat évtizedek óta széles körben használják az autóiparban, és egyre gyakrabban alkalmazzák az akkumulátorokban is: Már a kezdetektől fogva használták őket burkolatként, kábelként és csatlakozóként, de az energiatárolásban való fokozott felhasználásukkal az e-mobilitás térhódításában is meghatározó elemmé váltak.
A műanyagok szerepe az energiatárolásban
Az akkumulátorokban használt anyagok és szerkezeti elvek határozzák meg elsősorban az energiatárolási funkciójukat. A műanyagok jelentős szerepet játszanak ebben, még akkor is, ha közvetlenül nem alkalmazhatók elektromos vezetőként. Az akkumulátorok építésében szigetelőanyagként, elválasztó anyagként, házként és elektrolitmembránként használják őket, hozzájárulva a nagyobb kémiai stabilitáshoz és az akkumulátor élettartamához, valamint a biztonságos és hatékony teljesítmény biztosításához.
Példaként említhetők a lítium-ion akkumulátorok, amelyeket számos alkalmazásban, például okostelefonokban, laptopokban, elektromos járművekben és energiatároló rendszerekben használnak. A lítium-ion akkumulátorok katódjait és anódjait gyakran műanyaggal vonják be, hogy biztosítsák a szigetelést és a nem kívánt kémiai reakciók és a korrózió elleni hosszú távú védelmet. A mobilitási ágazatban a követelmények a hőstabilitásra is összpontosítanak.
Az akkumulátorokban különböző műanyagokat alkalmaznak, amelyek mindegyike más-más tárolási funkciót lát el. A következőkben áttekintést nyújtunk a legfontosabb műanyagokról és azok funkcióiról:
A NETZSCH hőelemző készülékek és reométerek segítenek meghatározni az akkumulátorokban felhasználható műanyagok ideális tulajdonságait
Íme néhány példa:
A hőelemzés a műanyagok hőtani tulajdonságainak jellemzésére szolgál, mint például az Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadási hőmérséklet, az üvegesedési átmeneti hőmérséklet, a KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodás és a Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képesség. Például az Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadási hőmérséklet, amely differenciál pásztázó kalorimetriával (DSC) mérhető, fontos szerepet játszik az akkumulátor-szeparátorok fejlesztésében. Ha a szeparátor magas hőmérsékleten megolvad, és az elektródák rövidzárlatot szenvednek, az termikus reakcióhoz és az akkumulátor üzemi hőmérsékletének növekedéséhez vezethet. Az üzemi hőmérséklet növekedése befolyásolhatja az akkumulátor teljesítményét és élettartamát az akkumulátoron belüli kémiai reakciók felgyorsítása és az elektrolit Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlásának felgyorsítása révén.
Atermogravimetriás analízist (TGA ) a műanyagok stabilitásának vizsgálatára használják a működési tartományukban megnövekedett hőmérsékleten.
A dinamikus mechanikai elemzés (DMA ) alkalmazható a hosszú távú teljesítmény előrejelzésére szobahőmérsékleten vagy megnövelt hőmérsékleten.
A reológiai vizsgálatok segítenek meghatározni a műanyagok ideális tulajdonságait az akkumulátorokban való felhasználáshoz. Az anyagok áramlási viselkedésének elemzésével jellemezhető a műanyagok viszkozitása, rugalmassága és képlékenysége. A viszkozitás például alapvető fontosságú az elektródák bevonatainak fejlesztésénél, mivel befolyásolja, hogy a bevonat mennyire egyenletesen kerül fel, és mennyire jól tapad.
Akkumulátor-alkalmazások a NETZSCH Analizálása és tesztelése által
A NETZSCH Analyzing and Testing termoanalitikai műszerek és reométerek átfogó termékportfóliójával támogatjuk Önt az akkumulátorában felhasználható tökéletes anyagok meghatározásában és kiválasztásában. Szakértőink több évtizedes tapasztalattal rendelkeznek, és Önnel együtt megtalálják a megfelelő megoldást az Ön egyedi alkalmazásához.
