El papel de aluminio para baterías de iones de litio es un material clave utilizado en las baterías de iones de litio, sirviendo principalmente como colector de corriente del cátodo en los condensadores.
El papel de aluminio para baterías de iones de litio tiene el papel de conducir la corriente de la batería desde el electrodo hasta el circuito externo. Por lo general, está hecho de una aleación de aluminio de alta pureza debido a la excelente conductividad y resistencia mecánica del aluminio.
Funciones del Papel de Aluminio para Baterías de Iones de Litio
- 1. Conductividad Eléctrica: El papel de aluminio proporciona una buena conductividad eléctrica, permitiendo una eficiente conducción de la corriente dentro de la batería.
- 2. Resistencia Mecánica: El papel de aluminio debe tener una resistencia mecánica suficiente para soportar el estrés generado durante los ciclos de carga y descarga de la batería.
- 3. Estabilidad Química: El papel de aluminio debe poseer una buena estabilidad química para resistir daños por las reacciones químicas internas de la batería.
Tratamiento de Superficie del Papel de Aluminio para Baterías de Iones de Litio
El grabado y rugosidad de la superficie del papel de aluminio (Al) utilizado para el colector de corriente del cátodo en las baterías de iones de litio pueden mejorar significativamente el rendimiento de carga y descarga de la batería. La fuerza de unión entre el papel de aluminio tratado y el material activo se mejora considerablemente, llevando a una notable mejora en las características de carga y descarga de la batería.
Estructura de la Batería de Iones de Litio
1. Cátodo (Papel de Aluminio)
El papel de aluminio es el único material adecuado para el colector de corriente del cátodo (electrodo negativo) en las baterías de iones de litio, sin sustitutos viables. El papel de aluminio se elige porque ofrece un rendimiento excelente en el soporte del material del cátodo, incluyendo alta conductividad, resistencia a la corrosión y resistencia mecánica.
Precisión del Espesor: El papel de aluminio utilizado para el cátodo se fabrica con alta precisión, asegurando que la tolerancia de espesor esté dentro de ±0.5 micrones (μm). Esta precisión es crucial para mantener un rendimiento consistente de la batería y una operación fiable.
Función y Beneficios: El papel de aluminio sirve como colector de corriente, apoyando el material activo del cátodo y facilitando una transferencia efectiva de electrones. Su naturaleza ligera y sus fuertes propiedades mecánicas ayudan a mejorar el rendimiento general y la durabilidad de la batería. Además, la resistencia a la corrosión del aluminio asegura una larga vida y operación estable de la batería.
2. Ánodo (Papel de Cobre)
El papel de cobre se utiliza como colector de corriente para el ánodo (electrodo positivo) en las baterías de iones de litio debido a su excelente trabajabilidad y conductividad eléctrica.
Propiedades del Material: El papel de cobre tiene una alta conductividad eléctrica, lo que permite un flujo eficiente de electrones y minimiza la resistencia. Esta propiedad es crítica para el rendimiento del ánodo ya que afecta directamente la eficiencia de carga y descarga de la batería.
Función y Beneficios: El papel de cobre apoya el material del ánodo, mejorando la capacidad de almacenamiento y liberación de carga de la batería. Su alta conductividad asegura una mínima pérdida de energía durante la transferencia de electrones, contribuyendo así a una mejor rendimiento y eficiencia de la batería.
Parámetros Técnicos del Papel de Aluminio para Baterías de Iones de Litio
| Aleación | 1235 | 1145 | 1060 | 1070 |
| Temperatura | H18 | H18 | H18 | H18 |
| Resistencia Tensional | ≥150N/mm | |||
| Alargamiento | ≥1% | |||
| Espesor/mm | 0.0060 | 0.0070 | 0.0080 | 0.0090 | 0.010 | 0.11 | 0.16 |
| Resistencia/(Ω.m) | 0.55 | 0.51 | 0.43 | 0.36 | 0.32 | 0.28 | 0.25 |
Composición Química del Papel de Aluminio para Baterías de Iones de Litio 1050 1070 1235 8011
| Elementos | Composición% | |||||
| 1235 | 1050 | 1060 | 1070 | 1100 | 8011 | |
| Si | 0-0.65 | 0-0.25 | 0-0.25 | 0-0.2 | 0-1.0 | 0.50-0.90 |
| Fe | 0-0.65 | 0-0.4 | 0-0.35 | 0-0.25 | 0-1.0 | 0.60-1 |
| Cu | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.04 | 0.05-0.2 | 0-0.10 |
| Mn | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.03 | 0-0.03 | 0-0.05 | 0-0.20 |
| Mg | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.03 | 0-0.03 | 0-0.1 | 0-0.05 |
| Cr | - | - | - | - | - | 0.05 |
| Zn | 0-0.1 | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.04 | 0-0.1 | 0-0.10 |
| Ti | 0-0.06 | 0-0.03 | 0-0.03 | 0-0.03 | 0-0.1 | 0-0.08 |
| V | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.05 | 0-0.05 | - | - |
| Al | Resto | Resto | Resto | Resto | Resto | Resto |
Propiedades Mecánicas del Folio de Aluminio para Baterías de Ión de Litio 1050 1070 1235 8011
| Aleación | Templado | Espesor/mm | Resultados de la prueba de tracción a temperatura ambiente | ||||
| Resistencia a la tracción (Rm) MPa | Alargamiento después de la rotura (A100) % | Alargamiento después de la rotura (A50) % | |||||
| Folio de aluminio de un solo lado ligero | Folio de aluminio de dos lados ligeros | Folio de aluminio de un solo lado ligero | Folio de aluminio de dos lados ligeros | ||||
| 1070 | H18 | ≤0.010 | ≥185 | - | ≥2.0 | - | - |
| >0.010-0.013 | |||||||
| >0.013-0.015 | ≥180 | ||||||
| >0.015-0.020 | ≥175 | ||||||
| 1060, 1050 | ≤0.010 | - | - | - | - | - | |
| >0.010-0.013 | ≥190 | ≥2.5 | ≥3.0 | ||||
| 1060, 1050 | >0.013-0.015 | ||||||
| >0.015-0.020 | ≥185 | ≥2.0 | |||||
| 1235 | ≤0.010 | - | - | - | - | - | |
| >0.010-0.013 | ≥180 | ≥2.0 | |||||
| >0.013-0.015 | ≥185 | ||||||
| >0.015-0.020 | ≥175 | ||||||
| 1100 | ≤0.010 | ≥230 | ≥1.0 | ≥2.0 | - | ≥3.0 | |
| >0.010-0.013 | - | ||||||
| >0.013-0.015 | ≥220 | - | |||||
| >0.015-0.020 | ≥2.0 | ||||||
| 8011 | ≤0.010 | ≥180 | ≥1.0 | ≥1.5 | - | - | |
| >0.010-0.013 | - | ≥2.0 | |||||
| >0.013-0.015 | |||||||
| >0.015-0.020 | - | - | |||||
Aplicación del Folio de Aluminio en Baterías de Litio
Aplicación en Material de Cátodo
Material: Folio de Aluminio
Material de Recubrimiento: Fosfato de Hierro y Litio
Ventajas: El fosfato de hierro y litio, utilizado como material del cátodo, tiene una excelente estabilidad y una larga vida útil, lo que lo convierte en la opción preferida para la fabricación de placas de cátodo.
Proceso de Producción de Baterías
Pasos:
Fabricación de Hojas de Cátodo y Ánodo: La hoja de cátodo se fabrica recubriendo el folio de aluminio con fosfato de hierro y litio, y la hoja de ánodo se fabrica recubriendo el folio de cobre con grafito o titanato de litio.
Enrollado: La hoja de cátodo, la hoja de ánodo y el separador se enrollan juntos para formar el núcleo de la batería.
Montaje: El núcleo de la batería enrollado se coloca en la carcasa de la batería.
Inyección de Electrolito: Asegúrese de que el electrolito penetre completamente en el núcleo de la batería.
Empaque al Vacío: Se realiza el empaque al vacío para asegurar el sello de la batería y un rendimiento estable.
Ventajas del Folio de Aluminio en el Campo de las Baterías de Litio
1. Ampliación de la Vida Útil de las Baterías de Ión de Litio
- Descripción: El folio de aluminio especial tiene propiedades físicas superiores, lo que puede mejorar efectivamente la vida útil de ciclo de las baterías de litio.
- Efecto: Después de utilizar el folio de aluminio especial, la función de ciclo de las baterías de litio se mejora significativamente, ampliando la vida útil total de la batería.
2. Mejora de la Coherencia de las Baterías de Litio
- Descripción: El folio de aluminio especial puede reducir efectivamente la resistencia interna de la batería y mejorar la coherencia de la resistencia interna.
- Efecto: Esta mejora en la coherencia hace que el rendimiento de la batería sea más estable bajo diferentes condiciones de operación, asegurando un rendimiento de batería más confiable.
3. Mejora de la Función de Descarga a Alta Velocidad de la Batería
Descripción: Después de seleccionar el folio de aluminio especial, la capacidad de descarga a alta velocidad de las baterías de litio mejora significativamente, especialmente en condiciones de alta velocidad (mayor a 3C).
Efecto:
Capacidad de Descarga a Alta Velocidad: Bajo condiciones de alta velocidad, la capacidad de descarga aumenta en más del 15%.
Mejora de la Densidad de Energía: Incluso bajo la misma tasa, el folio de aluminio especial puede mejorar la densidad de energía de las baterías de litio, mejorando el rendimiento general de la batería.
¿Cómo Elegir Folio de Aluminio para Baterías de Alta Calidad?
1. Calidad de la Superficie
La superficie del folio de aluminio debe ser uniforme, limpia, suave y libre de marcas de enrollado visibles, hoyuelos, agujeros o marcas de corrosión.
No debe haber arrugas, manchas o líneas brillantes, ya que estos defectos de enrollado pueden afectar la función y apariencia del folio de aluminio.
2. Uniformidad del Color
La superficie del folio de aluminio debe tener una diferencia de color mínima para asegurar la consistencia y estabilidad en aplicaciones de baterías.
3. Sin Manchas de Aceite ni Olor
La superficie debe estar libre de manchas de aceite y no debe haber olor fuerte a aceite o manchas de aceite visibles, ya que las manchas de aceite pueden afectar la adhesión y el rendimiento del folio de aluminio.
4. Estándar de Tensión Superficial
La tensión superficial del folio de aluminio debe cumplir con los requisitos, con un mínimo de 32 dinas cuando se prueba con un bolígrafo de dinas. Una baja tensión superficial puede afectar la adhesión del recubrimiento y el rendimiento de la batería.