리튬 이온 배터리 알루미늄 호일은 리튬 이온 배터리에서 주요한 소재로, 주로 캐소드 전류 집전체로 사용됩니다.
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일의 역할은 전극에서 외부 회로로 배터리의 전류를 전도하는 것입니다. 일반적으로 높은 순도의 알루미늄 합금으로 제작되며, 알루미늄의 우수한 전도성과 기계적 강도 덕분에 사용됩니다.
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일의 기능
- 1. 전기 전도성: 알루미늄 호일은 우수한 전기 전도성을 제공하여 배터리 내에서 효율적인 전류 전도를 가능하게 합니다.
- 2. 기계적 강도: 알루미늄 호일은 배터리의 충전 및 방전 사이클 동안 발생하는 스트레스를 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도가 필요합니다.
- 3. 화학적 안정성: 알루미늄 호일은 배터리 내부의 화학 반응으로 인한 손상을 방지할 수 있는 좋은 화학적 안정성을 가져야 합니다.
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일의 표면 처리
리튬 이온 배터리의 캐소드 전류 집전체로 사용되는 알루미늄(Al) 합금 호일의 표면을 에칭하고 거칠게 처리하면 배터리의 충전 및 방전 성능이 크게 향상될 수 있습니다. 처리된 알루미늄 호일과 활성 물질 간의 결합 강도가 크게 개선되어 배터리의 충전 및 방전 특성이 눈에 띄게 향상됩니다.
리튬 이온 배터리 구조
1. 캐소드 (알루미늄 호일)
알루미늄 호일은 리튬 이온 배터리의 캐소드(음극) 전류 집전체로 유일하게 적합한 소재이며, 대체할 만한 소재는 없습니다. 알루미늄 호일은 높은 전도성, 내식성 및 기계적 강도 등에서 우수한 성능을 제공하여 캐소드 재료를 지원합니다.
두께 정확성: 캐소드에 사용되는 알루미늄 호일은 고정밀로 제조되어 두께 허용 오차가 ±0.5 마이크로미터(μm) 이내로 유지됩니다. 이 정밀도는 일관된 배터리 성능과 신뢰할 수 있는 작동을 유지하는 데 중요합니다.
기능 및 이점: 알루미늄 호일은 전류 집전체 역할을 하며 활성 캐소드 재료를 지지하고 효과적인 전자 이동을 용이하게 합니다. 그 경량성과 강력한 기계적 특성은 배터리의 전반적인 성능과 내구성을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 또한, 알루미늄의 내식성은 배터리의 긴 수명과 안정적인 작동을 보장합니다.
2. 애노드 (구리 호일)
구리 호일은 리튬 이온 배터리의 애노드(양극) 전류 집전체로 사용되며, 우수한 가공성과 전기 전도성을 제공합니다.
소재 특성: 구리 호일은 높은 전기 전도성을 가지고 있어 효율적인 전자 흐름을 가능하게 하고 저항을 최소화합니다. 이 특성은 애노드의 성능에 중요하며, 배터리의 충전 및 방전 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.
기능 및 이점: 구리 호일은 애노드 재료를 지지하여 배터리의 충전 저장 및 방출 용량을 향상시킵니다. 높은 전도성은 전자 이동 동안 에너지 손실을 최소화하여 배터리 성능과 효율성을 개선합니다.
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일 기술적 매개변수
| 합금 | 1235 | 1145 | 1060 | 1070 |
| 템퍼 | H18 | H18 | H18 | H18 |
| 인장 강도 | ≥150N/mm | |||
| 연신율 | ≥1% | |||
| 두께/mm | 0.0060 | 0.0070 | 0.0080 | 0.0090 | 0.010 | 0.11 | 0.16 |
| 저항/(Ω.m) | 0.55 | 0.51 | 0.43 | 0.36 | 0.32 | 0.28 | 0.25 |
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일 1050 1070 1235 8011 화학 성분
| 원소 | 조성% | |||||
| 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 | 나머지 | 나머지 | 나머지 | 나머지 | 나머지 | 나머지 |
리튬 이온 배터리 알루미늄 호일 1050 1070 1235 8011 기계적 특성
| 합금 | 열처리 | 두께/mm | 실온 인장 시험 결과 | ||||
| 인장 강도 (Rm) MPa | 파단 후 신율 (A100) % | 파단 후 신율 (A50) % | |||||
| 단면 경량 알루미늄 호일 | 양면 경량 알루미늄 호일 | 단면 경량 알루미늄 호일 | 양면 경량 알루미늄 호일 | ||||
| 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 | - | - | |||||
리튬 배터리에서의 알루미늄 호일 응용
양극 재료에서의 응용
재료: 알루미늄 호일
코팅 재료: 리튬 철 인산염
장점: 리튬 철 인산염은 양극 재료로 사용되며, 우수한 안정성과 긴 서비스 수명을 가지고 있어 양극판 제조에 적합한 선택입니다.
배터리 생산 과정
단계:
양극 및 음극 시트 제조: 양극 시트는 알루미늄 호일에 리튬 철 인산염을 코팅하여 제작되며, 음극 시트는 구리 호일에 흑연 또는 리튬 티타네이트를 코팅하여 제작됩니다.
권선: 양극 시트, 음극 시트, 및 분리막을 함께 감아 배터리 코어를 형성합니다.
조립: 감긴 배터리 코어를 배터리 케이싱에 넣습니다.
전해질 주입: 전해질이 배터리 코어에 완전히 침투하도록 합니다.
진공 포장: 배터리의 밀봉 및 안정적인 성능을 보장하기 위해 진공 포장을 수행합니다.
리튬 배터리 분야에서의 알루미늄 호일 장점
1. 리튬 이온 배터리 수명 연장
- 설명: 특수 알루미늄 호일은 우수한 물리적 특성을 가지고 있어 리튬 배터리의 사이클 수명을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
- 효과: 특수 알루미늄 호일을 사용하면 리튬 배터리의 사이클 기능이 크게 향상되어 배터리의 전체 수명이 연장됩니다.
2. 리튬 배터리 일관성 향상
- 설명: 특수 알루미늄 호일은 배터리의 내부 저항을 효과적으로 줄이고 내부 저항의 일관성을 향상시킬 수 있습니다.
- 효과: 일관성 향상으로 배터리의 성능이 다양한 작동 조건에서도 더 안정적이 되어 배터리 성능이 더욱 신뢰할 수 있습니다.
3. 배터리의 고속 방전 기능 향상
설명: 특수 알루미늄 호일을 선택하면 리튬 배터리의 고속 방전 능력이 크게 향상됩니다, 특히 고속 방전 조건(3C 이상)에서 더욱 두드러집니다.
효과:
고속 방전 용량: 고속 조건에서 방전 용량이 15% 이상 증가합니다.
에너지 밀도 향상: 동일한 속도에서 특수 알루미늄 호일을 사용하면 리튬 배터리의 에너지 밀도가 향상되어 배터리의 전체 성능이 향상됩니다.
고품질 배터리 알루미늄 호일 선택 방법
1. 표면 품질
알루미늄 호일의 표면은 균일하고 깨끗하며 매끄럽고 눈에 보이는 롤 자국, 구멍, 핀홀, 또는 부식 자국이 없어야 합니다.
주름, 반점, 또는 밝은 선이 없어야 하며, 이러한 롤링 결함은 알루미늄 호일의 기능과 외관에 영향을 줄 수 있습니다.
2. 색상 균일성
알루미늄 호일의 표면은 눈에 띄는 색상 차이가 없어야 하며, 배터리 응용에서 일관성과 안정성을 보장해야 합니다.
3. 기름 얼룩 또는 냄새 없음
표면에 기름 얼룩이 없어야 하며, 강한 기름 냄새나 눈에 보이는 기름 자국이 없어야 합니다. 기름 얼룩은 알루미늄 호일의 접착력과 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
4. 표면 장력 기준
알루미늄 호일의 표면 장력은 기준을 충족해야 하며, 다인 펜으로 테스트할 때 최소 32 다인 이상이어야 합니다. 낮은 표면 장력은 코팅 접착력과 배터리 성능에 영향을 줄 수 있습니다.