Алюминиевая фольга для литий-ионных батарей является ключевым материалом, используемым в литий-ионных батареях, в основном служащим катодным токопроводом в конденсаторах.
Роль алюминиевой фольги для литий-ионных батарей заключается в проведении тока батареи от электрода к внешней цепи. Она обычно изготавливается из алюминиевого сплава высокой чистоты благодаря отличной проводимости и механической прочности алюминия.
Функции алюминиевой фольги для литий-ионных батарей
- 1. Электрическая проводимость: Алюминиевая фольга обеспечивает хорошую электрическую проводимость, позволяя эффективно проводить ток внутри батареи.
- 2. Механическая прочность: Алюминиевая фольга должна обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать напряжение, возникающее во время циклов зарядки и разрядки батареи.
- 3. Химическая стабильность: Алюминиевая фольга должна обладать хорошей химической стабильностью, чтобы сопротивляться повреждениям от внутренних химических реакций батареи.
Поверхностная обработка алюминиевой фольги для литий-ионных батарей
Этингование и грубление поверхности алюминиевой (Al) фольги, используемой для катодного токопроводника литий-ионных батарей, могут значительно улучшить характеристики заряда и разряда батареи. Сила сцепления между обработанной алюминиевой фольгой и активным материалом значительно улучшается, что приводит к заметному улучшению характеристик заряда и разряда батареи.
Структура литий-ионной батареи
1. Катод (Алюминиевая фольга)
Алюминиевая фольга является единственным подходящим материалом для катодного (отрицательного) токопроводника в литий-ионных батареях, и у нее нет подходящих заменителей. Алюминиевая фольга выбирается за ее отличные характеристики поддержки катодного материала, включая высокую проводимость, стойкость к коррозии и механическую прочность.
Точность толщины: Алюминиевая фольга для катода изготавливается с высокой точностью, обеспечивая допуск толщины в пределах ±0, 5 микрон (μм). Эта точность критична для поддержания стабильной производительности батареи и надежной работы.
Функция и преимущества: Алюминиевая фольга служит токопроводником, поддерживая активный катодный материал и способствуя эффективному переносу электронов. Ее легкий вес и сильные механические свойства помогают улучшить общую производительность и долговечность батареи. Кроме того, стойкость алюминия к коррозии обеспечивает долгий срок службы и стабильную работу батареи.
2. Анод (Медная фольга)
Медная фольга используется в качестве токопроводника для анода (положительного электрода) в литий-ионных батареях благодаря своей отличной обрабатываемости и электрической проводимости.
Свойства материала: Медная фольга имеет высокую электрическую проводимость, что позволяет эффективно передавать электроны и минимизировать сопротивление. Это свойство критично для производительности анода, так как напрямую влияет на эффективность зарядки и разрядки батареи.
Функция и преимущества: Медная фольга поддерживает анодный материал, улучшая способность батареи к накоплению и освобождению заряда. Ее высокая проводимость обеспечивает минимальные потери энергии во время переноса электронов, что способствует улучшению производительности и эффективности батареи.
Технические параметры алюминиевой фольги для литий-ионных батарей
| Сплав | 1235 | 1145 | 1060 | 1070 |
| Темпер | H18 | H18 | H18 | H18 |
| Тягучесть | ≥150 Н/мм | |||
| Удлинение | ≥1% | |||
| Толщина/мм | 0.0060 | 0.0070 | 0.0080 | 0.0090 | 0.010 | 0.11 | 0.16 |
| Сопротивление/(Ω.м) | 0.55 | 0.51 | 0.43 | 0.36 | 0.32 | 0.28 | 0.25 |
Химический состав алюминиевой фольги для литий-ионных батарей 1050 1070 1235 8011
| Элементы | Состав% | |||||
| 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 | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное |
Механические свойства алюминиевой фольги для литий-ионных батарей 1050 1070 1235 8011
| Сплав | Темпера | Толщина/мм | Результаты испытаний на растяжение при комнатной температуре | ||||
| Прочность на растяжение (Rm) МПа | Удлинение после разрыва (A100) % | Удлинение после разрыва (A50) % | |||||
| Односторонняя легкая алюминиевая фольга | Двусторонняя легкая алюминиевая фольга | Односторонняя легкая алюминиевая фольга | Двусторонняя легкая алюминиевая фольга | ||||
| 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 | - | - | |||||
Применение алюминиевой фольги в литиевых батареях
Применение в катодном материале
Материал: Алюминиевая фольга
Покрытие: Литий-железо-фосфат
Преимущества: Литий-железо-фосфат, используемый в качестве катодного материала, обладает отличной стабильностью и долгим сроком службы, что делает его предпочтительным выбором для изготовления катодных пластин.
Процесс производства батарей
Этапы:
Изготовление катодных и анодных листов: Катодный лист создается путем покрытия алюминиевой фольги литий-железо-фосфатом, а анодный лист создается путем покрытия медной фольги графитом или литий-титанатом.
Намотка: Катодный лист, анодный лист и сепаратор наматываются вместе для формирования ядра батареи.
Сборка: Намотанное ядро батареи помещается в корпус батареи.
Введение электролита: Обеспечивается полное пропитывание электролитом ядра батареи.
Вакуумная упаковка: Вакуумная упаковка проводится для обеспечения герметичности и стабильности батареи.
Преимущества алюминиевой фольги в области литиевых батарей
1. Увеличение срока службы литий-ионных батарей
- Описание: Специальная алюминиевая фольга обладает превосходными физическими свойствами, которые могут эффективно улучшить цикл жизни литиевых батарей.
- Эффект: После использования специальной алюминиевой фольги функция циклирования литиевых батарей значительно улучшается, что увеличивает общий срок службы батареи.
2. Улучшение согласованности литиевых батарей
- Описание: Специальная алюминиевая фольга может эффективно снизить внутреннее сопротивление батареи и улучшить согласованность внутреннего сопротивления.
- Эффект: Это улучшение согласованности делает производительность батареи более стабильной при различных рабочих условиях, обеспечивая более надежную работу батареи.
3. Повышение функции разряда с высокой скоростью у батареи
Описание: После выбора специальной алюминиевой фольги разрядная способность литиевых батарей с высокой скоростью значительно улучшается, особенно при высоких токах разряда (более 3C).
Эффект:
Разрядная способность при высокой скорости: При высоких токах разряда емкость разряда увеличивается более чем на 15%.
Повышение плотности энергии: Даже при том же уровне скорости специальная алюминиевая фольга может улучшить плотность энергии литиевых батарей, что повышает общую производительность батареи.
Как выбрать высококачественную алюминиевую фольгу для батарей?
1. Качество поверхности
Поверхность алюминиевой фольги должна быть однородной, чистой, гладкой, без видимых следов от катков, ям, микротрещин или следов коррозии.
Не должно быть складок, пятен или ярких линий, так как эти дефекты могут повлиять на функциональность и внешний вид алюминиевой фольги.
2. Однородность цвета
На поверхности алюминиевой фольги не должно быть заметных различий в цвете, чтобы обеспечить согласованность и стабильность при использовании в батареях.
3. Отсутствие масляных пятен и запаха
Поверхность должна быть свободна от масляных пятен, и не должно быть сильного запаха масла или видимых пятен, так как масляные пятна могут повлиять на адгезию и характеристики алюминиевой фольги.
4. Стандарт поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение алюминиевой фольги должно соответствовать требованиям, с минимальным значением 32 дин при тестировании с помощью маркера для измерения натяжения. Низкое поверхностное натяжение может повлиять на адгезию покрытия и характеристики батареи.