Formeldesign fir MCA an Aluminiumhypophosphit (AHP) an Trennbeschichtung fir Flammhemmend

Formeldesign fir MCA an Aluminiumhypophosphit (AHP) an Trennbeschichtung fir Flammhemmend

Baséierend op de spezifesche Bedierfnesser vum Benotzer fir flammhemmend Separatorbeschichtungen, d'Charakteristike vunMelamincyanurat (MCA)anAluminiumhypophosphit (AHP)ginn wéi follegt analyséiert:

1. Kompatibilitéit mat Schlammsystemer

• MCA:
• Waasserlech Systemer:Erfuerdert Uewerflächenmodifikatioun (z.B. Silan-Kopplungsmëttel oder Tenside) fir d'Dispersiounsfäegkeet ze verbesseren; soss kann et zu Agglomeratioun kommen.
• NMP-Systemer:Kann a polare Léisungsmëttel liicht Schwellung opweisen (recommandéiert: Schwellungsquote no 7 Deeg Tauchen testen).
• AHP:
• Waasserlech Systemer:Gud Dispergéierbarkeet, awer de pH-Wäert muss kontrolléiert ginn (sauer Konditioune kënnen Hydrolyse verursaachen).
• NMP-Systemer:Héich chemesch Stabilitéit mat minimalem Schwellungsrisiko.
  Schlussfolgerung:AHP weist eng besser Kompatibilitéit, während MCA eng Modifikatioun erfuerdert.

2. Partikelgréisst an Adaptabilitéit vum Beschichtungsprozess

• MCA:
• Ursprénglech D50: ~1–2 μm; erfuerdert Schleifen (z.B. Sandfräsen) fir d'Partikelgréisst ze reduzéieren, kann awer seng Schichtstruktur beschiedegen, wat d'Flammhetzbarkeetseffizienz beaflosst.
• D'Uniformitéit nom Schleifen muss verifizéiert ginn (SEM-Observatioun).
• AHP:
• Original D50: Typesch ≤5 μm; Schleifen op D50 0,5 μm/D90 1 μm ass erreechbar (exzessivt Schleifen kann zu Viskositéitsspëtzte vum Schläim féieren).
  Schlussfolgerung:MCA huet eng besser Partikelgréisst-Adaptabilitéit mat engem méi niddrege Prozessrisiko.

3. Adhäsioun a Abriebsbeständegkeet

• MCA:
• Niddreg Polaritéit féiert zu enger schlechter Haftung mat PE/PP-Separatorfolien; erfuerdert 5–10% Bindemittel op Acrylbasis (z.B. PVDF-HFP).
• En héije Reibungskoeffizient kann et néideg maachen, 0,5–1% Nano-SiO₂ derbäizesetzen, fir d'Verschleißbeständegkeet ze verbesseren.
• AHP:
• Uewerflächenhydroxylgruppen bilden Waasserstoffbrécke mam Separator, wat d'Adhäsioun verbessert, awer 3–5% Polyurethan-Bindemittel sinn nach ëmmer néideg.
• Eng méi héich Häert (Mohs ~3) kann ënner längerer Reibung zu engem Ofbau vu Mikropartikelen féieren (zyklischen Tester erfuerderlech).
  Schlussfolgerung:AHP bitt eng besser Gesamtperformance, awer erfuerdert Binderoptimiséierung.

4. Thermesch Stabilitéit an Zersetzungseigenschaften

• MCA:
• Zersetzungstemperatur: 260–310 °C; kann kee Gas bei 120–150 °C generéieren, wouduerch den thermesche Runaway eventuell net ënnerdréckt ka ginn.
• AHP:
• Zersetzungstemperatur: 280–310°C, och net ausräichend fir d'Generatioun vu Gas bei Niddregtemperatur.
  Schlësselproblem:Béid zersetzen sech iwwer dem Zilberäich (120–150°C).Léisungen:
• Féiert Niddregtemperatur-Synergisten an (z. B. mikrokapsuléierte roude Phosphor, Zersetzungsberäich: 150–200 °C) oder modifizéiert Ammoniumpolyphosphat (APP, beschichtet fir d'Zersetzung op 140–180 °C unzepassen).
• Design enMCA/APP-Komposit (Verhältnis 6:4)fir d'Niddregtemperatur-Gasgeneratioun vum APP + d'Gasphasflammehemmung vum MCA ze notzen.

5. Elektrochemesch a Korrosiounsbeständegkeet

• MCA:
• Elektrochemesch inert, awer Reschtfräi Melamin (Reinheet ≥99,5% erfuerderlech) kann d'Elektrolyt-Zersetzung katalyséieren.
• AHP:
• Säurege Verunreinigungen (z. B. H₃PO₂) musse miniméiert ginn (ICP-Test: Metallionen ≤10 ppm), fir eng beschleunegt LiPF₆-Hydrolyse ze vermeiden.
  Schlussfolgerung:Béid erfuerderen eng héich Rengheet (≥99%), awer MCA ass méi einfach ze purifizéieren.

Komplett Léisungsvirschlag

1. Auswiel vum primäre Flammhemmendmëttel:

• Virgezunn:AHP (ausgeglachen Dispergabilitéit/Adhäsioun) + Synergist bei niddreger Temperatur (z.B. 5% mikrokapsuléierte roude Phosphor).
• Alternativ:Modifizéiert MCA (carboxyl-gegrafft fir wässereg Dispersioun) + APP Synergist.

1. Prozessoptimiséierung:

• Schlammformel:AHP (90%) + Polyurethan-Bindemittel (7%) + Befeuchtungsmittel (BYK-346, 0,5%) + Entschäumer (2%).
• Schleifparameter:Sandmühle mat 0,3 mm ZrO₂-Perlen, 2000 rpm, 2 Stonnen (Zil D90 ≤1 μm).

1. Validatiounstester:

• Thermesch Zersetzung:TGA (Gewiichtsverloscht <1% bei 120°C/2 Stonnen; Gasoutput bei 150°C/30 Minutten iwwer GC-MS).
• Elektrochemesch Stabilitéit:SEM-Observatioun no 30 Deeg Immersioun an 1M LiPF₆ EC/DMC bei 60°C.

Schlussempfehlung

Weder MCA nach AHP eleng erfëllen all Ufuerderungen.Hybridsystemgëtt ugeroden:

• AHP (Matrix)+mikrokapseléierte roude Phosphor (Niddregtemperatur-Gasgenerator)+Nano-SiO₂(Abrasiounsbeständegkeet).
• Kombinéiert mat engem wässeregen Harz mat héijer Haftung (z.B. Acryl-Epoxy-Komposit-Emulsioun) a optimiséiert d'Uewerflächenmodifikatioun fir d'Stabilitéit vun der Partikelgréisst/Dispersioun.
  Weider Testerass néideg fir d'thermesch-elektrochemesch Synergie ze validéieren.