1. Cos'è Mylar?
Innanzitutto, chiariamo il materiale stesso. Mylar è una speciale pellicola isolante utilizzata esclusivamente per le batterie, realizzata in polietilene tereftalato (PET), un materiale polimerico resistente.
Le sue proprietà principali possono essere riassunte in tre frasi: elevata resistenza alla trazione, isolamento elettrico superiore ed eccellente resistenza al calore.
In parole povere: questa pellicola è sufficientemente robusta da resistere agli impatti meccanici durante l'inserimento dell'involucro della cella. Elettricamente, isola completamente il rotolo di gelatina nudo dal guscio metallico. Vanta inoltre un'eccezionale stabilità termica e non si guasta in caso di aumenti di temperatura generati durante il funzionamento a batteria.
2. Motivi obbligatori per l'avvolgimento in Mylar
L'avvolgimento in Mylar è una fase critica del processo prima del caricamento dei rotoli di gelatina nei gusci di alluminio e serve a tre scopi protettivi fondamentali.
Scopo 1: protezione dell'isolamento per prevenire cortocircuiti
Senza alcun separatore tra il rotolo di gelatina nudo e il guscio di alluminio, il contatto tra l'elettrodo negativo e il guscio di alluminio ridurrà immediatamente il potenziale del guscio. Ciò potrebbe causare nella migliore delle ipotesi una lieve corrosione o nel peggiore dei casi gravi cortocircuiti interni.
La pellicola di Mylar funge da barriera di separazione, interrompendo completamente il contatto diretto tra l'elettrodo negativo e il guscio - la sua funzione fondamentale.
Scopo 2: prevenire la corrosione del guscio in alluminio
La corrosione del guscio di alluminio deriva da reazioni elettrochimiche che formano leghe di alluminio-litio. Questa corrosione si verifica solo quando si verificano due condizioni contemporaneamente: cortocircuito elettronico (contatto conduttivo tra l'elettrodo negativo e il guscio) e cortocircuito ionico (ioni di litio che entrano in contatto con il guscio di alluminio).
L'isolamento in Mylar blocca il percorso conduttivo elettronico, mentre la sua struttura a avvolgimento completo-isola il percorso ionico. Eliminando entrambe le condizioni scatenanti, la corrosione non può verificarsi.
Scopo 3: protezione fisica per Bare Jelly Rolls
L'attrito meccanico è inevitabile durante il caricamento del guscio, insieme alle forze di compressione e impatto derivanti dal montaggio a pressione. Gli elettrodi e i separatori dei rotoli di gelatina nudi sono fragili. Senza questo strato tampone, sono soggetti a graffi o deformazioni da compressione. Mylar funziona come uno strato protettivo fisico qui.
3. Supplementare: Mylar rispetto a soluzioni alternative
Sono documentate soluzioni isolanti alternative come riferimento, il che spiega perché Mylar è diventata la scelta principale.
Pellicola in Mylar e staffe in plastica isolante
Vantaggi del Mylar
Leggero e a basso-costo, contribuisce a migliorare la densità energetica della batteria.
Svantaggi di Mylar
Requisiti più elevati per i processi produttivi; Il posizionamento del rotolo di gelatina è più difficile da controllare, aumentando la difficoltà durante l'inserimento del guscio.
Vantaggi delle staffe isolanti
Eccellente stabilità strutturale e processi di produzione più semplici, che aiutano a fissare la forma del rotolo di gelatina.
Svantaggi delle staffe isolanti
Il peso aggiuntivo riduce la densità energetica e comporta costi dei materiali più elevati.
Eccezioni di progettazione speciali
Alcuni modelli di celle (come il piccolo rotolo di gelatina π P7+) utilizzano nastro adesivo isolante anziché Mylar. Ciò è solitamente dovuto allo spazio strutturale limitato che impedisce la saldatura termica della pellicola Mylar.
Conclusione
L'avvolgimento in Mylar è un processo di sicurezza indispensabile per le batterie prismatiche agli ioni di litio-. Essendo una pellicola isolante in PET leggera, Mylar crea una barriera isolante affidabile tra il rotolo di gelatina e il guscio di alluminio. Fondamentalmente evita i guasti della batteria causati da cortocircuiti interni e la corrosione del guscio indotta dalle reazioni dell'alluminio-litio, salvaguardando così la sicurezza e la durata della batteria.
