Peran Pemisah dalam Baterai Lithium-ion dan Pengujian Shutdown

Baterai lithium-ion (LIB) banyak digunakan di banyak bidang kehidupan sehari-hari, misalnya pada kendaraan listrik, peralatan rumah tangga, dan perkakas listrik. LIB, yang diperlukan untuk memberikan tingkat keandalan yang tinggi, terdiri dari elektroda positif dan negatif, pemisah, elektrolit, kolektor, dan selungkup. Elektroda positif dan negatif diisolasi oleh pemisah. Pemisah menjaga insulasi listrik sambil membiarkan ion litium melewatinya, dan seluruh rakitan beroperasi sebagai baterai saat ion bergerak melalui elektrolit. Jika LIB menjadi panas karena kerusakan, pemisah akan melebur dan menghalangi pergerakan ion. Fungsi ini, dikenal sebagai “shutdown,” menghentikan pengoperasian baterai, dan mencegah keadaan berbahaya. Pengujian mematikan, yang meningkatkan suhu dan memverifikasi bahwa karakteristik separator berubah sebagai respons, memainkan peran penting untuk meningkatkan keandalan LIB.

Mekanisme LIB dan peran pemisah
Sifat pemisah memungkinkan ion litium melewatinya sambil mempertahankan isolasi listrik. Seluruh rakitan beroperasi sebagai baterai saat ion litium bergerak melalui elektrolit.

Shutdown fungsi pemisah
Saat baterai memasuki kondisi suhu tinggi, pemisahnya akan melebur, menutup lubang di dalamnya dan menghalangi pergerakan ion litium. Akibatnya, baterai akan berhenti beroperasi untuk mencegah keadaan berbahaya.

Masalah

Penting untuk memverifikasi bagaimana karakteristik pemisah berubah saat suhu berubah. Karakteristik tersebut dapat dievaluasi sebagai karakteristik listrik dari impedansi (resistansi AC) dan resistansi isolasi. Salah satu metode yang efektif adalah memplot karakteristik yang sedang dievaluasi pada sumbu vertikal grafik versus suhu pada sumbu horizontal. Biasanya membuat grafik seperti itu dengan software spreadsheet untuk digunakan sebagai laporan evaluasi.
Namun, instrumen yang mengukur karakteristik kelistrikan separator dan instrumen yang memantau perubahan suhu dalam jangka waktu lama seringkali merupakan instrumen yang berbeda, sehingga memakan waktu lama untuk mengintegrasikan data dari masing-masing instrumen.

Larutan

“Sequence Maker” adalah add-in Excel yang menyediakan kontrol terpadu atas instrumen pengukuran. Ini mendukung USB, RS-232C, LAN, dan GP-IB sebagai antarmuka komunikasi. Ini juga mendukung VISA, driver komunikasi model-agnostik untuk instrumen. Karena dapat secara otomatis mencari dan terhubung ke instrumen yang terhubung ke PC, Anda dapat mengimplementasikan kontrol yang diinginkan dengan mencatat perintah kontrol yang ingin Anda jalankan dalam urutan di file Excel.
Harap siapkan instrumen yang diperlukan sesuai dengan karakteristik pemisah yang ingin Anda evaluasi.
Untuk detailnya, silakan lihat situs berikut: https://sequencemaker.hioki.com/en/.
Klik di sini untuk mengunduh contoh Excel.

Case 1: Memeriksa perubahan pemisah menggunakan impedansi
(Peralatan yang digunakan: LR8450, IM3536)

Case 2: Memeriksa perubahan separator menggunakan tahanan isolasi
(Peralatan yang digunakan: LR8450, SM7110)