ניתוח מעכבי בעירה והמלצות לציפויים למפרידי סוללות

ניתוח מעכבי בעירה והמלצות לציפויים למפרידי סוללות

הלקוח מייצר מפרידי סוללות, וניתן לצפות את פני השטח של המפריד בשכבה, בדרך כלל אלומינה (Al₂O₃) עם כמות קטנה של חומר מקשר. כעת הם מחפשים מעכבי בעירה חלופיים להחלפת אלומינה, עם הדרישות הבאות:

• מעכב בעירה יעיל ב-140°C(למשל, פירוק לשחרור גזים אינרטיים).
• יציבות אלקטרוכימיתותאימות עם רכיבי סוללה.

מעכבי בעירה מומלצים וניתוח

1. מעכבי בעירה סינרגטיים של זרחן וחנקן (למשל, אמוניום פוליפוספט מעובד (APP) + מלמין)

מַנגָנוֹן:

• מקור חומצה (APP) ומקור גז (מלמין) פועלים יחד כדי לשחרר NH₃ ו-N₂, מדללים חמצן ויוצרים שכבת פחם לחסימת להבות.
  יתרונות:
• סינרגיה של זרחן וחנקן יכולה להוריד את טמפרטורת הפירוק (ניתנת להתאמה ל-140 מעלות צלזיוס בערך באמצעות ננו-סייז או פורמולציה).
• N₂ הוא גז אינרטי; יש להעריך את השפעת NH₃ על האלקטרוליט (LiPF₆).
  שיקולים:
• יש לוודא את יציבות ה-APP באלקטרוליטים (להימנע מהידרוליזה לחומצה זרחתית ו-NH₃). ציפוי סיליקה עשוי לשפר את היציבות.
• נדרשת בדיקת תאימות אלקטרוכימית (למשל, וולטמטריה מחזורית).

2. מעכבי בעירה מבוססי חנקן (למשל, מערכות תרכובות אזו)

מוּעֲמָד:אזודיקרבונמיד (ADCA) עם מפעילים (למשל, ZnO).
מַנגָנוֹן:

• טמפרטורת הפירוק ניתנת להתאמה ל-140-150 מעלות צלזיוס, תוך שחרור N₂ ו-CO₂.
  יתרונות:
• N₂ הוא גז אינרטי אידיאלי, לא מזיק לסוללות.
  שיקולים:
• תוצרי לוואי של בקרה (למשל, CO, NH₃).
• מיקרו-אנקפסולציה יכולה לכוונן במדויק את טמפרטורת הפירוק.

3. מערכות תגובה תרמית קרבונט/חומצה (למשל, NaHCO₃ במיקרו-קפסולה + מקור חומצה)

מַנגָנוֹן:

• מיקרו-קפסולות נקרעות ב-140 מעלות צלזיוס, מה שגורם לתגובה בין NaHCO₃ לחומצה אורגנית (למשל, חומצת לימון) לשחרור CO₂.
  יתרונות:
• CO₂ הוא אינרטי ובטוח; טמפרטורת התגובה ניתנת לשליטה.
  שיקולים:
• יוני נתרן עלולים להפריע להובלת Li⁺; יש לשקול שימוש במלחי ליתיום (למשל, LiHCO₃) או קיבוע Na⁺ בציפוי.
• אופטימיזציה של האנקפסולציה ליציבות בטמפרטורת החדר.

אפשרויות פוטנציאליות אחרות

• מסגרות מתכת-אורגניות (MOFs):לדוגמה, ZIF-8 מתפרק בטמפרטורות גבוהות לשחרור גז; סרוק עבור MOFs עם טמפרטורות פירוק תואמות.
• זירקוניום פוספט (ZrP):יוצר שכבת מחסום בעת פירוק תרמי, אך ייתכן שיהיה צורך בגודל ננומטרי כדי להוריד את טמפרטורת הפירוק.

המלצות ניסיוניות

1. ניתוח תרמוגרווימטרי (TGA):קבע את טמפרטורת הפירוק ואת תכונות שחרור הגז.
2. בדיקה אלקטרוכימית:הערכת ההשפעה על מוליכות יונית, עכבה בין-פנית וביצועי מחזוריות.
3. בדיקת מעכבי בעירה:לדוגמה, בדיקת בעירה אנכית, מדידת הצטמקות תרמית (ב-140°C).

מַסְקָנָה

המעכב בעירה סינרגטי מעובד של זרחן-חנקן (למשל, APP מצופה + מלמין)מומלץ תחילה בשל עמידות הבעירה המאוזנת שלו וטמפרטורת הפירוק הניתנת לכוונון. אם יש להימנע משימוש ב-NH₃,מערכות תרכובות אזואוֹמערכות שחרור CO₂ בקפסולות מיקרוסקופיותהן חלופות ריאליות. מומלץ לבצע אימות ניסיוני בשלבים כדי להבטיח יציבות אלקטרוכימית וכדאיות התהליך.

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