Строительными блоками батареи являются катод и анод, и эти два электрода изолированы сепаратором. Сепаратор увлажняется электролитом и образует катализатор, который способствует перемещению ионов от катода к аноду при зарядке и в обратном направлении при разрядке. Ионы — это атомы, которые потеряли или получили электроны и стали электрически заряженными. Хотя ионы свободно проходят между электродами, сепаратор представляет собой изолятор без электропроводности. Кстати, купить сепаратор можно на странице https://wigit.ru/separator-filtertechnik-s10618/ специализированного сайта.
Небольшое количество тока, которое может проходить через сепаратор, является саморазрядом, и это присутствует во всех батареях в разной степени. Саморазряд в конечном итоге истощает заряд батареи при длительном хранении.
Батарейные сепараторы обеспечивают барьер между анодом (отрицательным) и катодом (положительным), обеспечивая при этом обмен ионами лития с одной стороны на другую.
Ранние батареи были затоплены, в том числе свинцово-кислотные и никель-кадмиевые. С разработкой герметичного никель-кадмиевого в 1947 году и необслуживаемого свинцово-кислотного в 1970-х электролит всасывается в пористый сепаратор, который прижимается к электродам для достижения химической реакции. Плотно намотанный или уложенный в штабель сепаратор / электродное устройство образует прочный механический узел, который обеспечивает производительность, аналогичную затопленному типу, но имеет меньшие размеры и может быть установлен в любом положении без протечек. Газы, образующиеся во время зарядки, поглощаются, и потери воды отсутствуют, если можно предотвратить вентиляцию.
Ранние сепараторы изготавливались из резины, стекловолокна, целлюлозы и полиэтиленового пластика. Первоначально была выбрана древесина, но она испортилась в электролите. В батареях на основе никеля используются сепараторы из пористых полиолефиновых пленок, нейлона или целлофана. Поглощающий стеклянный мат (AGM) в герметичном свинцово-кислотном исполнении использует в качестве сепаратора стекловолоконный мат, пропитанный серной кислотой.
Более ранняя гелеобразная свинцовая кислота, разработанная в 1970-х годах, превращает жидкий электролит в полужесткую пасту путем смешивания серной кислоты с силикагелирующим агентом. Гелевые и AGM-аккумуляторы имеют небольшие различия в производительности; гелевые аккумуляторы обычно используются в ИБП и AGM для запуска и глубокого цикла.
В коммерчески доступных литий-ионных элементах в качестве сепаратора используется полиолефин. Этот материал обладает превосходными механическими свойствами, хорошей химической стабильностью и низкой стоимостью. Полиолефин — это класс полимеров, который получают из олефина путем полимеризации этилена олефина. Этилен поступает из нефтехимического источника; полиолефин изготавливается из полиэтилена, полипропилена или ламината из обоих материалов.
Литий-ионный сепаратор должен быть проницаемым, а размер пор составляет от 30 до 100 нм. (Nm означает нанометр, 10-9, что составляет одну миллионную миллиметра или около 10 атомов толщиной.) Рекомендуемая пористость составляет 30-50 процентов. Он удерживает достаточное количество жидкого электролита и позволяет порам закрываться в случае перегрева элемента.