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3.3 Separatoren

Der Separator muss die Ionenleitung zulassen und die Kathode und Anode elektrisch isolieren um deren direkten Kontakt zu vermeiden . Hohe Ansprüche werden an den Separator gestellt. Die Eigenschaften der Separatoren sind dabei durchaus wesentlich für die Performance der Zellen. So beeinflusst der Separator nicht nur die Sicherheit, sondern auch den Innenwiderstand der Zelle erheblich durch seine Leitfähigkeit für die Ionen. Auf beiden Seiten des Separators befinden sich enorme Energiemengen in Kathode und Anode. Auf Grund der geringen Abstände in der Zelle (verglichen mit Technlogien wie Blei- NiCd- und NiMH-Batterien) ist der Katastrophenfall für die Lithium-Ionen-Zelle der Kurzschluss und damit die einhergehend Explosions- und Brandgefahr. In den meisten modernen Zellen verhindert der Separator bei einer Fehlfunktion, oberhalb einer spezifizierten Temperatur, dass sich Ionen weiter ausgetauscht werden können. Die Fähigkeit zun Ionenfluss geht verloren, während die mechanische Stabilität bleibt. Dies verhindert ein Überhitzen und damit den Brand der Zelle. Nachfolgend seien die unterschiedlichen Arten von Separatoren aufgeführt:

  • Polymer-Mebrane, mit dem Nachteil der geringen Hitzebeständigkeit (Schmelztemperatur 165° C)
  • Keramische Separaoren, bessere Hitzebeständigkeit
  • Glasfaservliessstoffe, gute Hitzebeständigkeit, meist ohne immanente Ionenflussunterbrechung

Im Grundsatz kommen auch Kombinationen aus den o. g. Materialien zum Einsatz, wie z.B. Polymernasierte Separatoren mit keramischemÜberzug. Dieses Gebiet ist weiterhin stark beforscht.