Separator
Ein Separator ist ein unverzichtbares Bauteil jeder Zelle und Batterie. Er hat die Aufgabe, Kathode und Anode in einer Zelle räumlich zu trennen und elektrisch voneinander zu isolieren, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Damit die chemischen Reaktionen, die für die Energiespeicherung in einer Zelle verantwortlich sind, ablaufen können, muss er allerdings durchlässig für Ionen sein – also für elektrisch geladene (siehe elektrische Ladung) Atome oder Moleküle.
Neben diesen fundamentalen Eigenschaften, die ein Separator haben muss, kann er weitere Funktionen erfüllen. Viele Separatoren saugen beispielsweise den Elektrolyten auf, was den Vorteil hat, dass eine Batterien kompakter gebaut werden kann und der Elektrolyt bei einer Beschädigung der Batterie nicht austritt. In Lithium-Ionen-Batterien werden teilweise sogenannte Shutdown-Separatoren eingesetzt, die nicht nur als Separator, sondern auch als Sicherheitsbauteile fungieren. Steigt die Zelltemperatur zu stark an, schließen diese Separatoren ihre Poren und unterbrechen den Stromfluss, bevor es zum thermischen Durchgehen kommt.
Separatoren sind überwiegend sehr feinporige Materialien – etwa aus Kunst- oder Vliesstoffen. Welche Materialien für eine Batterie in Frage kommen, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Sie müssen vor allem resistent gegen die Chemikalien sein, die in einer Zelle verwendet werden, aber auch preisgünstig, mechanisch belastbar und langlebig.