Lityum-İyon Pil Endüstrisinde Mikro Gözenekli Folyoların Uygulama ve Araştırma Yönergeleri

Lityum-iyon piller, (süper)kapasitörler, esnek elektronikler ve elektromanyetik koruyucu malzemeler, mikro gözenekli bakır folyonun temel uygulama alanlarıdır. Gelişimi, endüstriyel zincirde önemli ve hızla büyüyen bir paya sahip olan elektrikli araçlar, katlanabilir ekranlı telefon pilleri ve 5G baz istasyonu elektromanyetik koruma gibi yeni gelişen teknolojiler tarafından yönlendirilmektedir.

Şu anda mikro gözenekli bakır folyo hazırlamak için yaygın olarak kullanılan işlemler arasında lazerle delme, mekanik delme, elektrokimyasal dağlama ve çözeltiyle dağlama yer alıyor. Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi çözeltiyle dağlama, mikro gözenekli bakır folyo üretiminde belirgin avantajlar sunar.

Lityum-iyon pillerin özgül enerjisini artırmaya yönelik yaklaşımlar, esasen daha yüksek-kapasiteli katot ve anot malzemelerinin, daha ince ayırıcı kağıdın, daha ince bakır ve alüminyum folyoların kullanılmasını ve diğer yardımcı katkı maddelerinin mümkün olduğunca en aza indirilmesini içerir.

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?). Anot tarafında ilerleme büyük ölçüde silikon-karbon malzemelerinin olgunlaşmasına bağlıdır. Peki ya yüksek genleşme katsayıları? Yetersiz çevrim ömrü ne olacak? Diğer bir yöntem ise daha ince ayırıcı kağıt kullanmaktır ancak ayırıcılar pil ağırlığının yalnızca %4~5'ini oluşturur ve aşırı ince ayırıcılar katot-anot kısa devre riskini artırır, bu da genellikle kazançtan çok kayıpla sonuçlanır.

Şu anda, lityum-iyon pil üretiminde kullanılan geleneksel bakır folyo kalınlığı 8μm~12μm'dir (bazı 3C dijital pillerde 6~7μm bakır folyo zaten kullanılmaktadır) ve alüminyum folyo kalınlığı 12μm~20μm'dir. Katot ve anot için iletken alt tabakalar olarak lityum-iyon pilin ağırlığının %15~%20'sini oluştururlar. Spesifik enerjiyi artırmak için bakır ve alüminyum folyoların ağırlık oranını nasıl daha da azaltabiliriz? Mikro gözenekli bakır ve alüminyum folyolar işte bu koşullar altında tasarlandı.

Mikro gözenekli bakır/alüminyum folyoların mevcut özellikleri (mekanik işlemle oluşturulan gözenekler, folyonun orijinal fiziksel özelliklerini koruyan, kaplama sırasında kırılma olmamasını sağlayan ve çapaksız-ve-sızıntı yapmayan)

Mikro Gözenekli Alüminyum Folyolar hakkında daha fazla bilgi için lütfen ürünlerimiz bağlantısını ziyaret edin.https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-alüminyum-folyo.htmldaha fazla ayrıntı için

Mikro gözenekli folyolar lityum-iyon pil uygulamalarında ne gibi avantajlar sunar? (Örnek olarak %17 gözenekliliğe sahip mikro gözenekli folyo alınır)

• Lityum-iyon pilin spesifik enerjisini doğrudan ve etkili bir şekilde artırır: Aynı spesifikasyona sahip folyolar için, %17 gözenekliliğe sahip mikro gözenekli folyo, ağırlığı %17 oranında azaltır; aynı alan yoğunluğunda katot ve anotun sıkışma yoğunluğu artar (bir miktar aktif malzeme gözenekleri doldurduğundan).

• Lityum-iyon pil hızı kapasitesini etkili bir şekilde artırır: Geleneksel folyo kullanan pillerde, lityum-iyon geçişi, folyo boyunca iki-boyutlu bir şekilde tırnağa doğru yayılır. Delme işleminden sonra lityum-iyon difüzyon yolu, üç-boyutlu çok yönlü nüfuza dönüşür. Ayrıca, gözeneklere giren aktif malzeme ile folyo arasındaki artan temas alanı, lityum-iyon geçiş yarıçapını azaltarak iletken verimliliği artırır. (Kişisel görüş: Lityum-iyon hızı performansını sınırlayan darboğaz, elektron iletiminde değil, lityum-iyon transfer verimliliğinde yatmaktadır. Örneğin, gözenekli Ketjen siyahının hız-tipi pillerde iletken bir madde olarak uygulanması, gözeneksiz iletken maddelere kıyasla daha iyi deneysel sonuçlar verir.)

• Lityum-iyon pilin iç direncini etkili bir şekilde azaltır: Aynı folyo malzemelerinin kullanıldığı karşılaştırmalı testler, delikli bakır ve alüminyum folyoların aynı anda kullanılmasının iç direnci %8 ila %20 oranında azaltabildiğini göstermektedir.

Teorik temelin, iletken folyo ile aktif malzemeler arasındaki artan temas alanının ve folyonun kendi iç direncindeki azalmanın birleşik etkisi olduğu varsayılmaktadır. Kişisel görüş: Katot/anot elektrotunun kaplama kalınlığı folyonun mikro gözeneklerinin yarıçapından azsa iç direnç artabilir; tersine azalır. Kaplamanın en dış katmanındaki lityum iyonlarından folyo yüzeyine olan mesafe, hız performansıyla ilgilidir. Hücre tasarımında, daha yüksek alan yoğunluğu potansiyel olarak daha düşük ulaşılabilir hız performansına yol açabilir.

• Enjeksiyondan sonra elektrolit infiltrasyon verimliliğini önemli ölçüde artırır ve %100 infiltrasyon homojenliği sağlar: Geleneksel folyolu akülerde, elektrolit çevreden merkeze doğru uzunlamasına yayılır ve sızar. Delme işleminden sonra sızma, üç-boyutlu bir nüfuz etme difüzyon işlemi haline gelir ve bazı elektrot tabakalarının merkezindeki eksik sızma sorunlarını tamamen ortadan kaldırır. Sektörde tutarsız sızma, bireysel hücreler arasında yetersiz tutarlılığın bir nedeni olarak tanımlanmıştır.

• Folyonun yüzeye yapışmasını artırır: Gözeneklerin içindeki malzeme boyunca, katot/anot elektrot tabakasının her iki tarafındaki kaplamalar bir "I- ışın" birbirine kenetlenen yapı oluşturarak elektrot malzemesinin katmanlara ayrılması olasılığını önemli ölçüde azaltır.

• Elektrot tabakasının bükülme esnekliğini artırarak onu esnek akü uygulamaları için daha uygun hale getirir. (Bazı şirketler bunu zaten giyilebilir lityum piller için seri-üretmiş ve önemli performans iyileştirmeleri göstermiştir.)

• Pil güvenliğini artırır: Birden fazla pil üreticisi tarafından gerçekleştirilen testler, pilin güvenlikteki rolünü doğruladı ve aynı zamanda Avrupalı ​​müşterilerden test onayını aldı.
• Lityum-iyon pilin özgül enerjisini doğrudan ve etkili bir şekilde artırır: Aynı spesifikasyona sahip folyolar için mikro gözenekli folyonun ağırlığı azaltılır; aynı alan yoğunluğunda katot ve anotun sıkışma yoğunluğu artar (bir miktar malzeme gözenekleri doldurduğundan).
• Lityum-iyon pil hızı kapasitesini etkili bir şekilde artırır: Geleneksel folyo kullanan pillerde, lityum-iyon geçişi, folyo boyunca iki-boyutlu bir şekilde tırnağa doğru yayılır. Delme işleminden sonra, lityum-iyon difüzyon yolu, üç-boyutlu çok yönlü nüfuza dönüşür ve gözeneklere giren malzeme ile folyo arasındaki artan temas alanı, lityum-iyon geçiş yarıçapını azaltarak iletken verimliliği artırır.
• Lityum-iyon pilin iç direncini etkili bir şekilde azaltır: Mikro gözenekli folyo kullanmak iç direnci etkili bir şekilde azaltabilir.
• Elektrolitin ıslanabilirliğini artırır: Lityum pillere enjeksiyondan sonra elektrolit infiltrasyonunun verimliliği önemli ölçüde artırılabilir, bu da potansiyel olarak üretim verimliliğini %50'nin üzerinde artırırken %100 infiltrasyon homojenliği sağlar.
• Bulamacın akım toplayıcıya yapışmasını arttırır: Folyonun yüzeye yapışmasını arttırır. Gözeneklerin içindeki malzeme boyunca, elektrot tabakasının her iki tarafındaki kaplamalar "H"-şeklinde bir kenetlenme durumu oluşturur, bu da elektrot malzemesinin katmanlara ayrılması olasılığını büyük ölçüde azaltır.
• Elektrot tabakasının bükülme esnekliğini artırarak onu esnek akü uygulamaları için daha uygun hale getirir.
• Akü gazı üretimini azaltır: Mikro gözenekli alüminyum folyonun işlenmesi sırasında folyo yüzeyi, kalan yağları gidermek için ikincil temizliğe tabi tutulur ve elektrolit ile yan reaksiyonlar azalır.
• Üretim süreçlerinde veya ekipmanında herhangi bir değişiklik gerektirmez: Mikro gözenekli folyo kullanımı, kaplama ve perdahlama gibi mevcut üretim süreçlerinin gereksinimlerini, ek ekipmana veya ekipman değişimine gerek kalmadan karşılar.

Mikro Gözenekli Folyolar hakkında daha fazla bilgi için lütfen ürünlerimiz bağlantısını ziyaret edin.https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-folyo/mikro gözenekli-bakır- folyo.htmldaha fazla ayrıntı için

• Kaplama Sızıntısının Önlenmesi: Mikro gözenekli bakır/alüminyum folyonun kaplama işlemi sırasında, ekstrüzyon/püskürtme sırasında aşırı düşük bulamaç viskozitesi nedeniyle folyo gözeneklerinden bulamaç sızıntısının önlenmesi çok önemlidir. Farklı gözenek boyutlarına ve gözeneklilik seviyelerine sahip folyolar, bulamaç için farklı viskozite gereksinimlerine sahiptir. Örnek olarak %17 gözenekliliğe ve 0,35 mm gözenek çapına sahip mikro gözenekli alüminyum folyo alındığında testler, katot malzemesi viskozitesinin 8000 mPa·s civarında, tercihen 6000 mPa·s'den düşük olmaması gerektiğini göstermektedir. Ekstrüzyon püskürtme işlemi sırasında konveyör hızının uygun şekilde ayarlanması gerekir. (Bulamaç çok uzun süre beklerse diğer tarafa küçük bir sızıntı meydana gelebilir; hızlı kuruma bunu çözebilir.)
• Elektrot Dilimleme Sırasında Çapak Kontrolü: Son olarak, lityum-iyon pillerde mikro gözenekli bakır veya alüminyum folyo kullanarak deneyler yapmış olan meslektaşlarımızın verileri paylaşabileceklerini ve karşılıklı alışverişte bulunabileceklerini umuyoruz.
• Ek not: Lityum kapasitörlerde, süper kapasitörlerde, Ni-Cd ve Ni-MH pillerde mikro gözenekli bakır folyo kullanılarak elde edilen performans artışı çok önemlidir. Geniş-ölçekte benimsemeyi başaramamanın nedeni maliyettir. Gözenek oluşturmak için mekanik işlemenin kullanılması son derece yüksek üretim verimliliği sunar. Ölçekli seri üretim sonrası maliyetin, geleneksel çift taraflı pürüzsüz bakır folyodan yalnızca biraz daha yüksek olacağı tahmin edilmektedir.

Mikro Gözenekli Alüminyum Folyolar hakkında daha fazla bilgi için lütfen ürünlerimiz bağlantısını ziyaret edin.https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-alüminyum-folyo.htmldaha fazla ayrıntı için

• Güç Pilleri

Lityum pillerdeki negatif elektrot akım toplayıcının çekirdek malzemesi olarak yeni enerji araçlarında, enerji depolama santrallerinde vb. kullanılır. Mikro gözenekli yapı, lityum-iyon taşıma verimliliğini artırır, iç direnci azaltır, yüksek-hızlı şarj/deşarj taleplerini karşılar ve pil döngüsü kararlılığını ve enerji yoğunluğunu önemli ölçüde artırır.

• Esnek Elektronikler

Esnek baskılı devre kartlarında ve giyilebilir cihaz devresi alt tabakalarında kullanılır. İnce, hafif ve gözenekli özelliklerinden yararlanarak tekrarlanan bükülme ve yuvarlanma içeren senaryolara uyum sağlayarak istikrarlı devre iletimi sağlar ve akıllı saatler ve esnek ekranlar gibi ürünlerin esnek tasarım gereksinimlerini karşılar.

• Elektromanyetik Ekranlama

İletişim baz istasyonlarında, hassas cihazlarda, askeri elektroniklerde ve diğer senaryolarda kullanılır. Gözenekli yapı, elektromanyetik dalga emme ve zayıflatma yeteneklerini geliştirir, elektromanyetik paraziti etkili bir şekilde engeller ve karmaşık elektromanyetik ortamlarda ekipmanın operasyonel doğruluğunu ve güvenliğini sağlar.

• Termal Yönetim Bileşenleri

Yüksek güçlü cihazlarda ısı dağıtma alt katmanları için bir çekirdek malzeme olarak-yüksek spesifik yüzey alanı, ısı iletimini ve dağıtımını hızlandırır. Yüksek-güçlü çiplerdeki, LED aydınlatmadaki, 5G RF cihazlarındaki aşırı ısınma sorunlarını ele alan ve performans düşüşünü önleyen, yüksek ısı yoğunluğu senaryoları için uygundur.

Bu mikro gözenekli bakır folyonun (üstün maliyet-performansı) performans avantajları oldukça önemlidir. Nuode Investment Co., Ltd., Fukuda ve Mitsui gibi önde gelen şirketlerin ilgili ürünleriyle karşılaştırıldığında geniş pazar beklentilerine sahiptir. Sert teknoloji yeni pazarlar getiriyor! Yeni fırsatlar! Yeni bir gelecek!

Mikro Gözenekli Folyolar hakkında daha fazla bilgi için lütfen ürünlerimiz bağlantısını ziyaret edin.https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-folyo/mikro gözenekli-bakır- folyo.htmldaha fazla ayrıntı için