¿Qué sabe sobre el polo positivo y negativo de la batería de litio?

Es bien sabido que los cuatro componentes principales que constituyen una batería de iones de litio son un material de electrodo positivo, un material de electrodo negativo, un separador y un electrolito. Sin embargo, además de las cuatro partes principales, el colector de corriente para almacenar los materiales positivos y negativos también es una parte importante de la batería de litio. Hoy hablaremos de los materiales colectores de corriente positiva y negativa de las baterías de litio.

1, la información básica del colector actual

Para las baterías de iones de litio, el conjunto positivo del fluido de uso común es papel de aluminio, el fluido es un conjunto negativo de lámina de cobre, para garantizar la estabilidad del fluido dentro de la celda, los requisitos de pureza tanto en más del 98%. Con el desarrollo continuo de la tecnología de baterías de litio, ya sea una batería de litio para productos digitales o una batería para vehículos eléctricos, ya sea que se utilice para productos digitales de baterías de litio o baterías de automóviles eléctricos, todos esperamos que la densidad de energía de la batería sea alto, en la medida de lo posible el peso de la batería es cada vez más ligero, y en el colector, lo más principal es reducir el grosor y el peso del fluido, pasando de lo intuitivo a reducir el volumen y peso de la batería.

Batería de iones de litio con requisitos de espesor de lámina de cobre

Junto con el rápido desarrollo en los últimos años, la electricidad de litio, la batería de litio con el desarrollo de fluidos establecidos también pronto. El papel de aluminio del ánodo hace unos años el 16 se redujo a 14 um, a 12 um, ahora muchos fabricantes de baterías tienen producción utilizando papel de aluminio de 10 um, incluso usan 8 um. Y la flexibilidad de la lámina de cobre cátodo y la lámina de cobre es buena, porque su espesor antes de 12 um se redujo a 10, a 8 um, hasta ahora hay una gran parte del fabricante de baterías para producir en masa con 6 um, y algunos de los fabricantes están desarrollando 5 um / 4 um que es probable que utilicen. Debido a que la batería de litio para el uso de lámina de cobre es de alta pureza, la densidad del material básico en el mismo nivel, con la pérdida del grosor del desarrollo, su densidad de superficie se reduce, el peso de la batería también es cada vez más pequeño, de acuerdo con nuestra demanda de baterías de litio.

Batería de iones de litio con requisitos de rugosidad de superficie de lámina de cobre

Para la recolección de fluido, además de su peso de espesor que influye en las baterías de litio, el rendimiento de la superficie del fluido establecido para la producción y el rendimiento de la batería también tiene una gran influencia. Especialmente para el colector de corriente negativa, debido a los defectos de la tecnología de preparación, la lámina de cobre en el mercado se compone principalmente de cabello de una cara, cabello de dos caras y rugosidad de dos caras. Los dos lados negativos que recubren la resistencia de contacto causada por la asimetría de la estructura asimétrica, luego hacen que dos capacidades negativas ni siquiera se liberen; Asimétrico al mismo tiempo, los dos lados también causan una fuerza de unión negativa del recubrimiento del electrodo, sí, un ciclo de carga y descarga desequilibrado del recubrimiento del ánodo en ambos lados, lo que acelera la atenuación de la capacidad de la batería.

De la misma manera, la hoja de aluminio del ánodo también está en la medida de lo posible para el desarrollo de la estructura de doble simétrica, pero bajo la influencia de la tecnología de preparación de la hoja de aluminio en la actualidad, la principal o con una hoja de aluminio ligera simple. Debido al gran grosor del papel de aluminio es la base del laminado de aluminio, y la necesidad de controlar en el proceso de laminado el contacto de aluminio con el rodillo, por lo general, en la superficie del papel de aluminio, agregue lubricante para proteger los lingotes de aluminio y el rodillo, y la superficie de el lubricante tiene cierta influencia en la pieza polar de la batería, por lo tanto, para la superficie del papel de aluminio, excepto que el lubricante también es un factor clave.

¿Por qué la lámina de cobre usa el electrodo negativo y la lámina de aluminio para el electrodo positivo?

En primer lugar, la lámina de cobre tiene buena conductividad eléctrica, textura suave, el precio es barato. Como todos sabemos, el principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio para convertir la energía química en energía eléctrica es un dispositivo electroquímico, por lo que en el proceso, necesitamos un medio que transfiera la energía química a energía eléctrica, esto requiere materiales conductores. Y en el material ordinario, el material metálico es el mejor material y la conductividad eléctrica en el material metálico es una conductividad eléctrica barata y una buena lámina de cobre y papel de aluminio. Al mismo tiempo, en la batería de litio, estamos enrollando y laminando dos tipos de métodos de procesamiento. En relación con el devanado, la necesidad de preparación de la pieza del polo de la batería tiene cierta flexibilidad, puede garantizar que la hoja cuando el devanado no produzca el problema, como una fractura quebradiza, y materiales metálicos, papel de cobre y aluminio y calidad de un material metálico blando. Finalmente, se considera el costo de preparación de la batería, en términos relativos, el precio de la lámina de cobre es relativamente barato, el cobre y el aluminio en el mundo son ricos en recursos.

En segundo lugar, la hoja de cobre era relativamente estable en el aire. El aluminio es fácil de reaccionar con el oxígeno en el aire, y la película de óxido se preparó sobre la superficie de aluminio para evitar una mayor reacción del aluminio, y esta capa muy delgada de película de óxido de aluminio en el electrolito tiene cierto efecto protector. El cobre en sí mismo es relativamente estable en el aire, con poca o ninguna respuesta en el aire seco.

En tercer lugar, el potencial del ánodo de la batería de litio se decide por el papel de aluminio del ánodo, el papel de cobre del cátodo, y no al revés. El potencial del ánodo es alto, la hoja de cobre es fácil de oxidar bajo alto voltaje, alto potencial de oxidación, y el aluminio y la capa superficial de la hoja de aluminio y la película de óxido también tienen una buena protección para el aluminio interno.

2, categoría de colector actual y proceso de preparación

Tipos de lámina de cobre

De acuerdo con los métodos de preparación de láminas de cobre, principalmente ha laminado láminas de cobre y láminas de cobre electrolítico. La batería inventada a principios, debido a restricciones, como la tecnología de equipos de fabricación de láminas de cobre, utiliza principalmente el alto costo de la lámina de cobre laminada, la lámina de cobre laminada (Lámina de cobre enrollada) está hecha de una placa de cobre después de repetir el rollo y la lámina original (también llamado lámina MAO), de acuerdo con el requisito de procesamiento de engrosamiento.

Lámina de cobre enrollada

La solución de lámina de cobre (cobre posicionado con electrodo) es el cobre hecho disolviendo la solución primero, luego en un equipo electrolítico especial, electrolito de sulfato de cobre bajo el efecto de corriente continua (dc), posición del electrodo y hecha la lámina original, luego de acuerdo con los requisitos del tratamiento superficial de la capa de lámina original y el tratamiento térmico y antioxidante y así sucesivamente una serie de tratamiento superficial. Lámina de cobre electrolítico de ambos lados, a diferencia de la lámina de cobre laminada, la morfología del cristal de la superficie de la lámina de cobre electrolítico, cerca del lado del rodillo del cátodo es suave, se llama suave; El otro lado en forma cóncava y convexa, estructura cristalina de la rugosa, conocida como la superficie de la lana.

Lámina de cobre electrolítico

Proceso de fabricación de láminas de cobre

(1) Proceso de preparación de láminas de cobre laminado

La hoja de cobre laminada es cobre después de muchos laminados repetidos, a una cierta temperatura y recocido y decapado de laminado una y otra vez. Los parámetros del proceso de laminación de láminas de cobre se controlan estrictamente, tiene un alto requisito en el control de equipos y procesos, en la actualidad principalmente en la producción en Japón, una pequeña cantidad de baterías de litio.

(2) El proceso de preparación de la lámina de cobre electrolítico

La lámina de cobre electrolítico se hace en solución, disuelve el cobre, el electrolito de sulfato de cobre en un recipiente de solución a medida bajo el efecto de la corriente continua (dc), la posición del electrodo y la lámina original, luego de acuerdo con los requisitos del tratamiento superficial de la capa de lámina original y el calor. tratamiento y anti-oxidación y así sucesivamente una serie de tratamiento superficial.

Ser comparado y laminado con lámina de cobre, la preparación de la lámina de cobre electrolítico es relativamente simple, los requisitos del equipo son relativamente simples, el costo es relativamente bajo. La mayor parte de la lámina de cobre para baterías de iones de litio utiliza una lámina de cobre electrolítico como sustrato de electrodo negativo.

Lámina de cobre electrolítico en el proceso de preparación, debido a que la lámina de cobre depende del electrolito de cobre en el electrolito en el rollo de lámina de titanio y la lámina de cobre en titanio cerca de la superficie del rollo es lisa, llamada lisa; El otro lado es la cristalización de una superficie irregular, que es relativamente rugosa, llamada superficie del cabello.

En el proceso de preparación de la hoja de cobre electrolítico, es necesario controlar la temperatura del electrolito, la concentración de electrolito, el contenido de aditivos y el caudal del electrolito en el momento de la hoja en bruto. Para la lámina de cobre electrolítico para batería de litio, los factores controlados en el proceso de pre-lámina afectarán la pureza, uniformidad de espesor / peso, resistencia y alargamiento de la lámina de cobre en sí. Después de que la electrólisis produzca el espesor de la lámina de cobre electrolítico, generalmente es el espesor necesario para el fabricante, la necesidad tardía de limpiar la superficie de la lámina de cobre, la eliminación del electrolito residual de la superficie, el tratamiento de oxidación de la superficie y el proceso de secado. En este proceso, el grado de tratamiento de la superficie afecta directamente el acabado de la superficie de la hoja de cobre y la tensión de la superficie de la hoja de cobre. Después de que el tratamiento de la superficie debe cumplir con los requisitos de la batería de iones de litio con revestimiento de lámina de cobre, el efecto de revestimiento demasiado suave es pobre, demasiado áspero tiene influencia en la uniformidad del rendimiento de la batería, al mismo tiempo, después del tratamiento superficial de la tensión superficial de la lámina de cobre para la eficiencia de corte de la lámina de cobre tardía y el proceso de preparación de la batería juega un papel muy importante.

Después de completar el tratamiento de la superficie de la lámina de cobre, es necesario cortar, cortar según sea necesario el ancho y la longitud del fabricante de la batería de iones de litio. Para el uso extensivo de los fabricantes de sustratos de lámina de cobre, esperamos que sea adecuado para el ancho de la lámina de cobre, la longitud de la lámina de cobre en el rango de longitud portátil el mayor tiempo posible, para que podamos mejorar la eficiencia de la producción en masa, reducir el costo de producción . Pero en este momento, debido a los equipos de láminas y equipos de corte, etc., la influencia de la longitud de la lámina de cobre está generalmente dentro del rango de 2500 m.

Tipo de papel de aluminio

El papel de aluminio se prepara principalmente mediante el método de laminado. El método de clasificación se clasifica principalmente según el tipo y contenido de impurezas. El papel de aluminio para batería de litio tiene principalmente papel de aluminio de la serie 1, 3 y 8, que son aluminio industrial puro, aluminio, manganeso y aluminio y otros elementos comunes.

Proceso tecnológico de preparación de papel de aluminio.

La producción de papel de aluminio principalmente se realizará después de una gran cantidad de laminación de la hoja de papel de aluminio enrollada en el grosor de la necesidad de tratamiento térmico muchas veces. En este proceso se encuentran principalmente el proceso de desbaste y acabado, después de terminar el tratamiento de la superficie del papel de aluminio, el fabricante del corte de papel de aluminio en electricidad de litio necesita ancho y largo, también necesita un buen control del papel de aluminio en el proceso de tensión.

Los fabricantes de baterías de litio con papel de aluminio comúnmente usan lingotes de aluminio laminado de proveedores ascendentes, por lo que se establece la composición básica de los lingotes de aluminio, los requisitos de alargamiento de resistencia tardía del papel de aluminio se controlan mediante el control de presión de laminación y el proceso de tratamiento térmico.

3, principal proveedor de colector de corriente

Hoja de cobre

Con el desarrollo continuo de productos electrónicos, la dependencia global de las baterías de litio es cada vez más intensa, la demanda de material de batería de iones de litio también es cada vez mayor, y luego trae más proveedor de material. El colector de láminas de cobre de cátodo, los proveedores también gradualmente desde el extranjero hasta el interior. Las láminas de cobre para proveedores globales se distribuyen principalmente en Asia, con las japonesas Mitsui Metals, Japan Energy, Furukawa Electric, Fukuda Metal y Nikko Materials en Japón, así como el mayor fabricante de Japón, Rijin, y Changchun Copper Foil y South Asia Plastics de Taiwán. La fábrica de láminas de cobre más grande del mundo es Mitsui Metals, que se distribuye en Japón, Taiwán, Estados Unidos, Francia y Malasia.

Los proveedores nacionales de China incluyen principalmente Shanghai Jinbao, Guangdong Meiyan Electrolytic Copper Foil, Lingbao Huaxin Copper Foil, Zhongke Yinghua High Technology, Huizhou United Copper Foil y otros pequeños fabricantes, que producen principalmente láminas de cobre electrolítico.

La producción nacional de láminas de cobre fue relativamente baja, generalmente no puede satisfacer completamente las necesidades de los fabricantes de baterías de litio, es necesario importar algunos productos del extranjero, pero también la falta de láminas de cobre nacionales de alta gama, como alta resistencia y alta tenacidad, ultra -lamina de cobre fina.

El papel de aluminio

Hay relativamente pocos proveedores de papel de aluminio. Hay principalmente proveedores como Fulaishun, Hangzhou Wuxing, Huaxi Aluminium, Nannan Aluminium, Sifangda, Zhongnan Aluminium, Shanghai Alcoa y Shenzhen Zhenxin Foil Electronic Packaging Materials.

El extranjero se encuentra principalmente en Japón, principalmente en el aluminio oriental de Japón y los metales Hitachi, etc.

4, alguna colección especial de líquido

La recolección especial de fluidos está dirigida principalmente a los requisitos especiales para el rendimiento de la batería de litio, o es el futuro con el fin de desarrollar materiales de mayor rendimiento para la recolección de fluidos.

Recientemente, los expertos relevantes no tienen "celda negativa", en realidad se imagina que la lámina de cobre del cátodo se reemplaza por litio metálico, litio y la capa es delgada; al mismo tiempo, hay expertos en hierro barato en lugar de precios altos del cobre. Pero poco después de la información lanzada en cuestión: desde el punto de la capa de litio, el material de la hoja de hierro en sí, el rendimiento no puede satisfacer las baterías de iones de litio que necesitan un alto rendimiento, desde el punto del proceso de fabricación y el equipo, es difícil de Cumplir con la producción, el costo final es básico, es difícil de resolver. Sin embargo, algunos equipos de I + D no utilizan otros materiales para reemplazar la lámina de cobre del sustrato del electrodo negativo, sino que proceden de la lámina de cobre en sí para tratarla y mejorar el rendimiento y optimizar el rendimiento de la batería de litio. La más intuitiva es desarrollar una lámina de cobre de alta resistencia y alta elongación con proveedores de láminas de cobre y desarrollar una lámina de cobre más delgada para aumentar la densidad de energía de la batería. Además, la malla de cobre se utiliza para aumentar la densidad de energía de la batería.

Para el papel de aluminio, el papel de aluminio existente se somete principalmente a un tratamiento de superficie, como un tratamiento de rugosidad, un tratamiento de limpieza o un recubrimiento de carbono conductor en la superficie del papel de aluminio. Recientemente, se han realizado más investigaciones sobre papel de aluminio recubierto de carbono, que está recubierto con una fina capa de carbono conductor en la superficie del papel de aluminio normal para optimizar el rendimiento de la batería.

La página contiene el contenido de la traducción automática.