Smjerovi primjene i istraživanja mikroporoznih folija u industriji litijum-jonskih baterija

Litijum{0}}jonske baterije, (super)kondenzatori, fleksibilna elektronika i materijali za zaštitu od elektromagnetskog zračenja su ključna područja primjene mikroporozne bakarne folije. Njegov razvoj pokreću nove tehnologije kao što su električna vozila, telefonske baterije sa sklopivim ekranom i elektromagnetna zaštita 5G baznih stanica, koje zauzimaju značajan i brzo rastući udio u industrijskom lancu.

Trenutno uobičajeni procesi za pripremu mikroporozne bakarne folije uglavnom uključuju lasersko bušenje, mehaničko probijanje, elektrohemijsko jetkanje i jetkanje rastvorom. Kao što je prikazano u tabeli ispod, jetkanje rastvorom nudi jasne prednosti u proizvodnji mikroporozne bakarne folije.

Pristupi povećanju specifične energije litijum{0}}jonskih baterija u suštini uključuju korištenje katodnih i anodnih materijala većeg-kapaciteta, tanjeg separator papira, tanjih bakarnih i aluminijskih folija, te minimiziranje ostalih pomoćnih aditiva koliko god je to moguće.

The undisputed focus of research and development lies in higher-weight-capacity cathode and anode materials (collectively accounting for over 50% of the total weight). Lithium iron phosphate has little potential left to tap, while ternary materials are progressing towards higher nickel content (NCM 111 -> 523 -> 622 -> 811 ->NCA?). Na strani anode, napredak u velikoj mjeri ovisi o sazrijevanju silicijum{1}}ugljičnih materijala. Šta je sa njihovim visokim koeficijentom ekspanzije? Šta je sa nedovoljnim životnim ciklusom? Druga metoda je korištenje tanjeg papira za razdvajanje, ali separatori čine samo 4~5% težine baterije, a pretjerano tanki separatori povećavaju rizik od kratkog spoja katode{5}}anode, što često rezultira većim gubicima nego dobicima.

Trenutno, debljina konvencionalne bakarne folije koja se koristi u proizvodnji litijum- jonskih baterija je 8μm~12μm (6~7μm bakarna folija se već koristi u nekim 3C digitalnim baterijama), a debljina aluminijumske folije je 12μm~20μm. Kao provodljivi supstrati za katodu i anodu, oni čine 15%~20% težine litijum{11}}jonske baterije. Kako možemo dodatno smanjiti težinski udio bakrene i aluminijske folije kako bismo povećali specifičnu energiju? U takvim okolnostima su začete mikroporozne bakarne i aluminijske folije.

Postojeće specifikacije mikroporoznih bakar/aluminijskih folija (pore stvorene mehaničkom obradom, zadržavanje originalnih fizičkih svojstava folije, osiguravanje da se ne lome tokom nanošenja premaza, te da nisu-bez bradavica i ne-cure)

Za više detalja o mikroporoznim aluminijskim folijama posjetite link za naše proizvode putemhttps://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminijum-foil.htmlza više detalja

Koje prednosti mikroporozne folije nude u primjenama litijum{0}}jonskih baterija? (Uzmemo za primjer mikroporoznu foliju sa 17% poroznosti)

• Direktno i efikasno povećava specifičnu energiju litijum{0}}jonskih baterija: Za folije iste specifikacije, mikroporozna folija sa 17% poroznosti smanjuje težinu za 17%; pri istoj površinskoj gustoći, gustoća zbijanja katode i anode se povećava (pošto neki aktivni materijal ispunjava pore).

• Efikasno poboljšava sposobnost litijum{0}}jonske baterije: U baterijama koje koriste konvencionalnu foliju, migracija litijum{1}}jona difunduje prema jezičku na dvodimenzionalni način-duž folije. Nakon perforacije, put difuzije litijum{4}}jona se transformiše u trodimenzionalni omnidirekcioni prodor. Nadalje, povećana kontaktna površina između aktivnog materijala koji ulazi u pore i folije smanjuje radijus migracije litijum{7}}jona, povećavajući efikasnost provodljivosti. (Lično mišljenje: Usko grlo koje ograničava performanse brzine litijum-jona ne leži u elektronskoj provodljivosti već u efikasnosti prijenosa litijum{10}}jona. Na primjer, primjena porozne Ketjen crne kao provodljivog agensa u baterijama tipa - daje bolje eksperimentalne rezultate od - neporoznih agensa.)

• Efikasno smanjuje unutrašnji otpor litijum{0}}jonske baterije: Uporedni testovi korišćenjem identičnih materijala folije pokazuju da istovremena upotreba perforiranih bakarnih i aluminijumskih folija može smanjiti unutrašnji otpor za 8%---20%.

Pretpostavlja se da je teorijska osnova kombinovani efekat povećanja kontaktne površine između provodljive folije i aktivnih materijala, zajedno sa smanjenjem unutrašnjeg otpora folije. Lično mišljenje: Ako je debljina sloja katodne/anodne elektrode manja od radijusa mikropora folije, unutrašnji otpor se može povećati; obrnuto, smanjuje se. Udaljenost od litij jona na krajnjem vanjskom sloju premaza do površine folije je povezana s performansama brzine. U dizajnu ćelija, veća gustoća površine može potencijalno dovesti do niže dostižne performanse brzine.

• Značajno poboljšava efikasnost infiltracije elektrolita nakon ubrizgavanja i osigurava 100% uniformnost infiltracije: U baterijama sa konvencionalnom folijom, elektrolit difundira i infiltrira od periferije prema centru uzdužno. Nakon perforacije, infiltracija postaje trodimenzionalni proces difuzije permeacije, potpuno eliminirajući probleme nepotpune infiltracije u centru nekih listova elektroda. Unutar industrije, nekonzistentna infiltracija je identificirana kao jedan od razloga za nedovoljnu konzistentnost među pojedinačnim ćelijama.

• Povećava površinsku adheziju folije: Kroz materijal unutar pora, premazi na obje strane katodnog/anodnog elektrodnog lista formiraju "I- snop" međusobno blokiranu strukturu, značajno smanjujući vjerovatnoću raslojavanja materijala elektrode.

• Poboljšava fleksibilnost savijanja elektrodnog lima, čineći ga pogodnijim za fleksibilne primjene baterija. (Neke kompanije su ga već masovno-proizvodile za nosive litijumske baterije, pokazujući značajna poboljšanja performansi.)

• Poboljšava sigurnost baterija: Testovi koje je provelo više proizvođača baterija su potvrdili njenu ulogu u sigurnosti, a također je dobio priznanje testiranja od strane europskih kupaca.
• Direktno i efikasno povećava specifičnu energiju litijum{0}} baterija: Za folije iste specifikacije, težina mikroporozne folije je smanjena; pri istoj površinskoj gustoći, gustoća zbijanja katode i anode se povećava (kako neki materijal ispunjava pore).
• Efikasno poboljšava sposobnost litijum{0}}jonske baterije: U baterijama koje koriste konvencionalnu foliju, migracija litijum{1}}jona difunduje prema jezičku na dvodimenzionalni način-duž folije. Nakon perforacije, put difuzije litijum{4}}iona se transformiše u trodimenzionalni omnidirekcioni prodor, a povećana površina kontakta između materijala koji ulazi u pore i folije smanjuje radijus migracije litijum{6}}jona, povećavajući efikasnost provodljivosti.
• Efikasno smanjuje unutrašnji otpor litijum-jonske baterije: Upotreba mikroporozne folije može efikasno smanjiti unutrašnji otpor.
• Poboljšava kvašenje elektrolita: Efikasnost infiltracije elektrolita nakon ubrizgavanja u litijumske baterije može se značajno povećati, potencijalno poboljšavajući efikasnost proizvodnje za preko 50%, dok se osigurava 100% uniformnost infiltracije.
• Povećava prianjanje kaše na kolektor struje: Povećava površinsko prianjanje folije. Kroz materijal unutar pora, premazi na obje strane elektrodnog lima formiraju stanje međusobnog blokiranja u obliku "H"-, što značajno smanjuje vjerovatnoću raslojavanja materijala elektrode.
• Poboljšava fleksibilnost savijanja elektrodnog lima, čineći ga pogodnijim za fleksibilne primjene baterija.
• Smanjuje stvaranje plina iz baterije: Tokom obrade mikroporozne aluminijske folije, površina folije se podvrgava sekundarnom čišćenju kako bi se uklonila zaostala ulja, smanjujući nuspojave s elektrolitom.
• Ne zahtijeva promjene u proizvodnim procesima ili opremi: Upotreba mikroporozne folije ispunjava zahtjeve postojećih proizvodnih procesa kao što su premazivanje i kalandiranje, bez potrebe za dodatnom ili zamjenskom opremom.

Za više detalja o mikroporoznim folijama posjetite link za naše proizvode putemhttps://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-bakar- foil.htmlza više detalja

• Sprečavanje curenja premaza: Tokom procesa premazivanja mikroporozne bakarne/aluminijske folije, bitno je spriječiti curenje suspenzije kroz pore folije zbog pretjerano niske viskoznosti kaše tokom ekstruzije/prskanja. Folije s različitim veličinama pora i razinama poroznosti imaju različite zahtjeve za viskozitet za suspenziju. Uzimajući za primjer mikroporoznu aluminijumsku foliju sa 17% poroznosti i prečnikom pora 0,35 mm, testovi pokazuju da viskozitet katodnog materijala treba da bude oko 8000 mPa·s, poželjno ne niži od 6000 mPa·s. Brzinu transportera potrebno je odgovarajuće podešavanje tokom procesa ekstruzijskog prskanja. (Ako kaša stoji predugo, može doći do manjeg curenja na drugu stranu; brzo sušenje može riješiti ovo.)
• Kontrola neravnina tokom rezanja elektroda: Konačno, nadamo se da kolege koji su već proveli eksperimente koristeći mikroporoznu bakarnu ili aluminijumsku foliju u litijum{0}}ionskim baterijama mogu dijeliti podatke i učestvovati u međusobnoj razmjeni.
• Dodatna napomena: Poboljšanje performansi upotrebom mikroporozne bakarne folije u litijumskim kondenzatorima, superkondenzatorima, Ni-Cd i Ni-MH baterijama je veoma značajno. Razlog za nepostizanje širokog-usvajanja su troškovi. Korišćenje mehaničke obrade za stvaranje pora nudi izuzetno visoku efikasnost proizvodnje. Procjenjuje se da će cijena nakon masovne masovne proizvodnje biti samo nešto veća od cijene konvencionalne dvostrane -glatke bakarne folije.

Za više detalja o mikroporoznim aluminijskim folijama posjetite link za naše proizvode putemhttps://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminijum-foil.htmlza više detalja

• Power Batteries

Koristi se u novim energetskim vozilima, elektranama za skladištenje energije, itd., kao materijal jezgre za kolektor struje negativne elektrode u litijumskim baterijama. Mikroporozna struktura povećava efikasnost transporta litijum{2}}jona, smanjuje unutrašnji otpor, zadovoljava zahtjeve visoke-brzine punjenja/pražnjenja i značajno poboljšava stabilnost ciklusa baterije i gustinu energije.

• Fleksibilna elektronika

Koristi se u fleksibilnim štampanim pločama i podlogama za kola nosivih uređaja. Koristeći svoje tanke, lagane i porozne karakteristike, prilagođava se scenarijima koji uključuju ponovljeno savijanje i kotrljanje, osiguravajući stabilnu provodljivost kola i ispunjavajući zahtjeve fleksibilnog dizajna proizvoda kao što su pametni satovi i fleksibilni ekrani.

• Electromagnetic Shielding

Koristi se u komunikacijskim baznim stanicama, preciznim instrumentima, vojnoj elektronici i drugim scenarijima. Porozna struktura poboljšava apsorpciju i sposobnost slabljenja elektromagnetnih talasa, efikasno blokirajući elektromagnetne smetnje i osiguravajući radnu tačnost i sigurnost opreme u složenim elektromagnetnim okruženjima.

• Komponente upravljanja toplinom

Kao osnovni materijal za podloge za rasipanje topline u uređajima velike-snage, visoka specifična površina ubrzava provođenje i disipaciju topline. Pogodan je za scenarije visoke gustine topline, rješavajući probleme pregrijavanja u čipovima velike snage-, LED rasvjetu, 5G RF uređaje i sprječavajući degradaciju performansi.

Prednosti performansi ove mikroporozne bakarne folije su značajne, nudeći (superiorne -performanse). U poređenju sa srodnim proizvodima vodećih kompanija kao što su Nuode Investment Co., Ltd., Fukuda i Mitsui, ima široku tržišnu perspektivu. Teška tehnologija donosi nova tržišta! Nove prilike! Nova budućnost!

Za više detalja o mikroporoznim folijama posjetite link za naše proizvode putemhttps://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-bakar- foil.htmlza više detalja