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從1983年到現在：分隔器技術如何改變鋰離子電池的未來？
鋰離子電池的發展歷程可追溯至1983年，當時，Asahi Kasei的Yoshino及其同事首次開發了以聚乙烯為基材的微孔分隔器，這項技術為鋰離子電池的安全性和效能奠定了基礎。分隔器作為電池中重要的組件，它不僅防止陽極和陰極之間的短路，還能有效地運輸離子，因此它們在提升電池性能方面扮演了至關重要的角色。
分隔器的主要功能是維持電極之間的隔離，同時允許離子通過以閉合電路。
分隔器的歷史演進
儘管代表著先進技術的鋰離子電池，但其分隔器卻是基於許多現有技術的衍生產品。在1985年，研究人員發現使用鋰鈷氧化物與石墨的搭配能夠有效增強電池的穩定性，這一發現促進了掌上型電子設備如手機與筆記型電腦的崛起。然而，鋰離子電池在批量生產之前首先必須解決安全問題，過熱和過電壓是其中的兩個主要挑戰。分隔器的“熔融”功能便是應於此而發展出來的，它在異常加熱情況下能夠自動終止離子的流動，從而防止危險的發生。
分隔器的材料與製造過程
目前，分隔器主要由聚合物材料製成，這些材料包括聚乙烯、聚丙烯等。這些聚合物可以通過乾燥或濕潤的過程來製造，其中的微孔結構確保了安全性和效能的兼得。特別是乾燥制造的分隔器在功率密度上較為優越，而濕潤的製造則能提高充放電循環次數。
聚合物材料必須與電解質和電極材料具有化學穩定性。
分隔器的關鍵性質
鋰離子電池分隔器的主要特殊性能包括其化學穩定性、適當的厚度、足夠的孔隙率等。這些性能直接影響著電池的能量密度、功率密度和循環壽命。例如，標準的分隔器厚度為25.4微米，過薄的設計會危及電池的整體安全性。除了這些基本性能外，分隔器的機械強度也是一個不可忽視的因素，它需要能夠承受在電池組裝過程中施加的拉伸和壓縮應力。
未來展望：分隔器技術的演進
隨著對安全性和性能的需求不斷增加，分隔器技術也在不斷演進。新型的電活性聚合物分隔器出現，它們能夠具備過充電保護的功能。這類分隔器的成功將進一步促進對高能量密度電池的需求，並引領整體電池市場向更高效能的方向發展。此外，研發“關閉式”分隔器的趨勢也為電池的安全性提供了新的解決方案。未來，我們可能會看到跨越多種材料和設計的新型分隔器進一步突破現有的技術壁壘。
這些分隔器不再僅僅是被動的組件，而是成為了電池整體性能的關鍵驅動因素，能否在未來技術競爭中保持領先，將取決於這些材料及其設計的深化發展？
