سپراتور (جداکننده صفحات) باتری و کاربرد آن

سپراتور (جداکننده صفحات) باتری عنصر بسیار مهمی در ساختار باتری خودرو بشمار می آید. شما برای خرید باتری خودرو مناسب باید از این مسائل آگاه باشید و آن را به طور کامل بشناسید تا در نهایت خرید خوبی داشته باشید. البته شناخت این قطعه باعث می شود که شما به علائم خرابی باتری خودرو بهتر شناخت پیدا کنید چون این قطعه بسیار حساس است. بهتر است بدانید انواع سپراتور در باتری ها وجود دارد. ما در نهایت تلاش می کنیم که دراین مطلب به کاربرد باتری خودرو نیز بپردازیم.

بهتر است برای شناخت خوب باتری اطلاع داشته باشید که قطعات اصلی آن از یک آند، کاتد و یک الکترولیت شده است. اما یک بخش مهم در باتری ها سپراتور(جدا کننده صفحات) باتری است. این قطعه در فرایند تصمیم گیری عملکرد باتری نقش مهمی دارند به عنوان مثال میزان تخلیه خودکار و پایداری شیمیایی باتری ربط زیادی به نوع جداکننده استفاده شده در آن دارد.

سپراتور(جداکننده صفحات) باتری

سپراتورها در واقع صفحات نازکی هستند که در مقابل الکتریسیته عایق به حساب می آیند و مواد تشکیل دهنده آن متخلخل و پرمنفذ هستند که برای جلوگیری از به وجود آمدن اتصال کوتاه در داخل خانه های باتری به عنوان عایق و جداکننده بین صفحات  استفاده می شوند. سپراتورها دارای سوراخ های بسیار ریز و منافذ ظریفی هستند که باعث می شود جریان یونی (الکتریکی) در الکترولیت بین صفحات مثبت و منفی به وجود آید.

جدا کننده باتری غشایی پلیمری دارد که وظیفه آن قرارگیری بین آند با بار مثبت و کاتد با بار منفی است تا بتواند از اتصال کوتاه الکتریکی جلوگیری کند. جدا کننده کیدر اصل یک لایه ریز حفره است که به وسیله الکترولیت مرطوب می شود و می تواند به عنوان کاتالیزور حرکت یون ها را از یک الکترود به الکترود دیگر افزایش دهد. چه مدت زمانی طول می کشد تا شارژ باتری خودرو انجام شود؟

زمانی که باتری شارژ می شود یونها از کاتد به آند در حال حرکت هستند و هنگامی که باتری در حال تخلیه شدن است یونها در جهت عکس حرکت می کنند. همان طور که گفتیم جداکننده تعداد یونهایی را که بین ترمینال مثبت و منفی حرکت می کنند کنترل می کند و از این رو مسئول نشت یونها (خود تخلیه) در زمان ایده آل بودن باتری است. یونها آزادانه از جداکننده عبور می کنند اما دارای هدایت الکتریکی نیستند و همیشه به عنوان یک ایزوله عملکرد دارند. اما در صورت عمل نکردن این قطعه شما با خاموش شدن های ناگهانی خودرو رو به رو می شوید که از علائم خرابی باتری خودرو بشمار می آید.

انواع سپراتورها ها و عملکرد آنها

سپراتورها به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند و برهمین اساس از دو شیوه در داخل باتریها قابل نصب می باشند:

• سپراتورهای ورقه ای (Leaf Construction)
•  سپراتورهای کیسه ای پاکتی (Envelope Construction)

سپراتور ( جدا کننده ورقه ای )

سپراتورهای ورقه ای، برگ های یک لایه و مجزایی به حساب می آیند که محل جایگری آن در بین صفحات است. این سپراتورها و مواد تشکیل دهنده شان از «لاتکس» (Latex) اشباع شده، پشم شیشه، رزین اشباع شده، الیاف سلولز، پی وی سی فشرده، سیلیکا، پلی اتیلن یا سیلیکا لاستیک است.

وزن باتری خودرو

به طور معمول در باتری های معمولی و موتور سیکلتی بیشتر از سپراتورهای سیلیکا، پلی اتیلن یا سیلیکا لاستیک استفاه می شود و دلیل آن این نکته است که برای جلوگیری از ایجاد ضایعات شاخه ای شکل بر روی سپراتورها ایجاد می شود، باید از سپراتورهایی که کمترین میزان منافذ را داشته باشند استفاده شود.

بعضی وقت ها امکان دارد شبکه ای از پشم شیشه را در کنار خطو ط برجسته سپراتور قرار داده یاشیم تا با این کار شرایط نوسان و لرزش بیش از اندازه باتری، ایجاد ضایعات و در مواد فعال را کند کنیم.

سپراتور پاکتی

باتری هایی که دارای سپراتورهای کیسه ای یا پاکتی هستند معمولا اطرافشان درزگیری شده است و قسمت بالایی و  آن باز است.

شما با این کار شرایطی را ایجاد می کنید که گازهای تولید شده به وسیله صفحه ها به سمت بالا متصاعد می شوند تا به سطح الکترولیت برسند. شما با استفاده از این سپراتورها می توانید پایه های صفحه ها و فضای خالی ته باتری را حذف کنید. البته با این کار کاربرد باتری خودرو که برق رسانی و ذخیره انرژی است از کار نمی افتد.

سپراتور پلاستیکی از چه موادی تشکیل شده است؟

سپراتورهای پاکتی از موادی ساخته می شوند که پلاستیکی هستند و دارای منافذ بسیار ریز و میکروسکوپی می باشند. معمولا برای ساخت آنها از سیلیکا استفاده می کنند و دلیل آن این نکته است که بتوانند به راحتی درزگیری کنند.

روش سوم نصب، تعبیه عایق برای صفحات باتری می باشد (در باتری های استارتر که در آنها فرآیند ترکیب مجدد گاز یا به عبارتی (بار ترکیب گاز) انجام می شود. همچنین می توانید در مورد علت خالی شدن باتری خودرو مطلب مورد نظر را مطالعه کنید.

صفحات باتری را در بافتی می پیچند که شبکه ای است و جنس آن میکروگلاس (Micro Glass) جاذب اسید می باشد. این روش صفحات مثبت یا منفی را در بافتی میپیچند که در بالا ذکر شد اما به هیچ عنوان آن را درزگیری نمی کنند. میکروگلاس ها الیاف بسیار نازکی هستند که جنس آنها شیشه ای است و در بسیاری از صنایع مثل باتری سازی به شدت کاربردی است.

ویژگی های باتری خودرو

• فاصله بندی یکنواخت صفحه ها
• مقاومت در برابر اکسیداسیون
• مقاومت الکتریکی پایین
• تخلخل
• توزیع و پراکندگی سوراخ ها و منافذ ریز
• ترشوندگی (wettability) و پخش خوب اسید
• به طور معمول سپراتورها طوری تعبیه می شوند که خطوط برجسته روی آنها به طرف صفحه مثبت قرار داشته باشد. همین مسئله باعث می شود که مقدار بیشتری از اسید برای صفحات مثبت آماده شود و همچنین سطح تماس سپراتور کاهش پیدا کند.

ویژگی های یک سپراتور (جداکننده صفحات) باتری خودرو مناسب

شما در نهایت باید با ویژگی های سوپراتور مناسب آشنا شوید تا بتوانید گزینه نوع خوب آن را از نوع بد تشخیص دهید. البته این نکته در هنگام خرید باتری خودرو به شدت برای شما کارایی دارد.

ساختار شیمیایی

مواد جداکننده ای در این قطعه وساختارش وجو دارد نباید هیچ واکنشی با الکترود یا الکترولیت داشته باشند و همچنین آنها باید از نظر شیمیایی پایدار باشند و خراب نشوند.

 استحکام

جداکننده باتری باید تا حد استاندارد نازک باشد تا بتواند تراکم انرژی و توان باتری را بهبود ببخشد و همچنین باید استحکام کششی کافی برای جلوگیری از کشش در طول فرآیند سیم پیچ را داشته باشد، زیرا این ویژگی باعث می شود که طور عمر سیم پیچ ها افزایش پیدا کند. ضخامت استاندارد جداکننده ۲۵٫ ۴ میکرومتر می باشد، اما با پیشرفت تکنولوژی ضخامت جداکننده ها بدون آسیب رساندن به خواص سلول به ۲۰μm، ۱۶μm و حتی ۱۲μm نیز کاهش می یاند. دلیل ترکیدن باتری خودرو چه مواردی هستند؟

 اندازه منافذ

جداکننده باید چگالی حفره ای داشته باشد تا بتواند الکترولیت را در خود نگه داری کند و همچنین به یون اجازه حرکت بین الکترودها را بدهد. اگر تخلخل بزرگتر باشد، زمانی که باتری خودرو می شود بستن منافذش سخت تر می شود. تخلخل معمولی به عنوان جدا کننده باتری لیتیوم یون ۴۰ می باشد. دقت داشته باشید که اندازه منافذ باید کوچکتر از اندازه ذرات اجزای الکترود باشند و منافذ باید به طور یکنواخت در یک ساختار پیچ خورده توزیع شده باشند.

 حرارت

جداکننده باید برای همه دماها بدون پیچ خوردن یا جمع شدن پایداری اساسی داشته باشد و همچنین بتواند در دمای کمی کمتری در مقایسه با دمای بیرون محل فرار حرارتی خاموش شود.