Separator
Ein Batterieseparator ist eine dünne, elektronisch isolierende Schicht zwischen positiver und negativer Elektrode einer Zelle. Er verhindert direkten physischen Kontakt und einen internen Kurzschluss, lässt Ionen jedoch durch mit Elektrolyt gefüllte Poren wandern. DOE Energy Storage Handbook: Lithium-Ion Batteries
Aufgabe
In üblichen Lithium-Ionen-Zellen mit Flüssigelektrolyt sind Separatoren häufig mikroporöse Polymermembranen. Sie leiten nicht den externen Elektronenstrom der Zelle und sind kein Aktivmaterial; ihre Poren bilden den für Laden und Entladen erforderlichen Ionenpfad. Porenstruktur, Benetzung durch den Elektrolyten, chemische Stabilität, mechanische Festigkeit und thermisches Verhalten beeinflussen Widerstand und Zuverlässigkeit.
Einige mehrschichtige Polymerseparatoren sind so ausgelegt, dass sich ihre Poren bei steigender Temperatur schließen und dadurch den Ionentransport verringern. Diese Abschaltfunktion ist eine Schutzmaßnahme, aber kein Nachweis dafür, dass eine Zelle inhärent sicher ist. Weitere Erwärmung kann Schrumpfung oder Versagen verursachen; Verunreinigungen, mechanische Schäden und andere Fehler können die physische Trennung ebenfalls aufheben. ACS Omega: Ceramic-coated separators and thermal shutdown behavior
Ein Festelektrolyt kann die trennende und die ionenleitende Funktion ohne eine herkömmliche poröse Membran vereinen. Weitere Informationen zum Zusammenspiel der Komponenten finden Sie unter Cell Chemistry & Components.