Després de centenars d'investigació i desenvolupament intel·ligents i direccionals "d'assaig i error", vam començar amb èxit a produir làmines de coure microporoses d'escuma ultrafina (10-20 μm, porositat 90%) i paper d'alumini microporós d'escuma ultra{-fina (15-30 μm, porositat 85%). Aquest producte, amb les seves característiques estructurals disruptives, va rebre immediatament comandes d'adquisició i proves dels principals fabricants de bateries després del seu llançament, cosa que indica que pot tenir un paper clau en la propera generació de tecnologia de bateries, especialment en el camp d'avantguarda de "bateries de sodi/liti amb menys elèctrodes negatius/elèctrodes negatius autogenerats".
Què és el "foam microporous paper"? Quins punts de dolor bàsics resol?
Els col·lectors de corrent tradicionals (full d'alumini d'elèctrode positiu, làmina de coure d'elèctrode negatiu) són làmines metàl·liques denses la funció principal de les quals és recollir i conduir electrons. La làmina microporosa d'escuma es pot entendre com un col·lector del tipus "-estructura porosa conductora tridimensional".
Els seus principals avantatges rau en:
1. Porositat ultra alta (85% -90%): significa que la gran majoria del seu volum està buit, proporcionant un enorme espai i capacitat per a l'ompliment de substàncies actives.
2. Ultra prim i fort: tot i que manté un gruix extremadament prim, la seva estructura tridimensional combinada amb un sistema adhesiu de micro recobriment conductor d'allargament a la ruptura pot superar la resistència mecànica i la flexibilitat dels materials de làmines tradicionals.
3. Gran superfície específica: combinada amb escuma ordenada i estrellada, l'estructura de xarxa tridimensional fa que la seva superfície sigui molt més gran que la de la làmina plana bidimensional, reduint la impedància de contacte i la densitat de corrent.
4. Mida de porus i interval d'espaiat adequats: aquestes característiques resolen els problemes bàsics de la ruta actual de la tecnologia de la bateria de "pocs elèctrodes negatius/elèctrodes negatius generats per si mateixos" a baix cost alhora que persegueixen una densitat d'energia ultra-alta. Pot garantir la capacitat, el rendiment de la taxa i la vida útil de la bateria sense necessitat de la bateria de sodi de carboni dur i grafit de bateria de liti.
Perspectives d'aplicació revolucionàries en el camp de "menys elèctrodes negatius/elèctrodes negatius autogenerats"
La tecnologia "menys elèctrode negatiu" té com a objectiu reduir en gran mesura l'ús de materials d'elèctrodes negatius de pre-litiació/pre sodiació; L'"elèctrode negatiu autogenerat" és més radical, normalment muntat sense un elèctrode negatiu o només amb una capa de llavors especial molt prima. Els ions metàl·lics s'obtenen de l'elèctrode positiu durant la primera càrrega, i una capa d'elèctrode negatiu es "autogenera" al col·lector de corrent de l'elèctrode negatiu. La làmina d'escuma proporciona una "base" d'ànode ideal per a aquestes dues tecnologies.
1. Bateria d'ions de sodi: aplicació enginyosa de paper d'alumini d'escuma
Tradicionalment, l'alumini i el sodi pateixen reaccions d'aliatge a potencials baixos, de manera que la làmina de coure s'utilitza habitualment com a col·lector de corrent per als elèctrodes negatius de sodi. Tot i que la capa de llavors especial i la capa de recobriment de carboni conductor poden resoldre parcialment aquest problema, l'aparició del paper d'alumini d'escuma ha obert una nova idea per al disseny d'elèctrodes negatius de sodi.
1.1 Com a amfitrió de l'"elèctrode negatiu autogenerat": el paper d'alumini d'escuma ultra-es pot utilitzar com a col·lector de negatius. El seu enorme-espai tridimensional i la seva superfície específica poden acomodar de manera eficient el sodi metàl·lic precipitat durant el primer procés de descàrrega de càrrega. Aquesta estructura pot dispersar eficaçment la densitat de corrent, suprimir el creixement de les dendrites i millorar la seguretat.
1.2 Combinació perfecta amb materials de carboni porosos: mida i uniformitat dels porus excel·lents i porositat ultra-, adequada per a VGCF (fibra de carboni cultivada al vapor) micro galvanitzat, estanyat, niquelat, tubs de carboni de grau cristal·lí i altres sèries de carboni porós, el paper d'alumini d'escuma pot convertir-se en un potent "marc actiu".
Per exemple, paper d'alumini d'escuma galvanitzat i estanyat: el galvanitzat és un excel·lent material d'ànode d'ions de sodi, que està microplacat a l'estructura d'escuma d'alumini per formar un-ànode d'alt rendiment que integra l'expansió del volum del tampó de conductivitat, afinitat de sodi i afinitat de liti i proporciona un lloc d'emmagatzematge de sodi.
1.3 Làmina d'escuma composta de tub de carboni de grau VGCF/cristall: aquests materials de carboni amb una superfície específica elevada i una estructura estable s'omplen o creixen en els canals tridimensionals de la làmina d'escuma per construir una xarxa conductora excel·lent i un canal de transmissió d'ions, que milloren considerablement la capacitat i l'estabilitat del cicle de l'elèctrode negatiu.
1.4 L'escuma sinteritzada única de coure i el coure microporós formen nano mesopors a les parets interiors i exteriors, amb una superfície específica que supera amb escreix la de l'elèctrode negatiu de silici i l'elèctrode negatiu de metall de liti (estabilitat difícil) (enorme problema d'expansió). El coure d'escuma combina perfectament la tecnologia de sinterització de coure sobre la base de la seva tecnologia microporosa única.
2. Bateria de liti: l'ànode lliure de liti de la làmina de coure d'escuma està "combinat hàbilment"
En la tecnologia de la bateria de liti sense elèctrode negatiu, el valor de la làmina de coure d'escuma és més destacat.
Substrat ideal de deposició de metall de liti: en una bateria d'elèctrodes no negatius, el metall de liti s'ha de dipositar uniformement a la làmina de coure durant la primera càrrega. La làmina de coure llisa tradicional és propensa al creixement local de dendrites de liti i a la formació de "liti mort". L'estructura porosa tridimensional de la làmina de coure microporosa d'escuma pot "bloquejar" el metall de liti dins del forat, aconseguir una nucleació i deposició uniformes de superfície específica ultra-i millorar significativament l'eficiència de coulomb i el rendiment de seguretat.
"Combinació enginyosa" de fibra de carboni: com heu dit, la fibra de carboni (com el tub de carboni de grau VGCF) es pot combinar amb coure escuma per construir una xarxa conductora amorosa al liti als seus porus. Aquesta xarxa no només pot guiar la deposició uniforme de liti, sinó que també amortigua eficaçment els canvis de volum durant el procés de càrrega i descàrrega, que és un dels camins tecnològics clau per aconseguir bateries de liti no negatives de llarga -vida.
Com a marc de reforç de "pocs elèctrodes negatius": fins i tot si s'utilitza una petita quantitat d'elèctrode negatiu de carboni de silici o grafit i el seu purí s'omple en una làmina de coure escuma, es pot formar un prim recobriment d'elèctrode negatiu sense esquerdar-se, fragilitzar-se i caure. Al mateix temps, la xarxa conductora tridimensional garanteix un excel·lent rendiment d'ampliació, amb un gruix de només 1/10, 2/100 de l'original, per tal d'aconseguir una densitat d'energia més alta i té grans avantatges de costos.
Per obtenir més detalls, visiteu el nostre enllaç del producte: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-alumini-foil.html
Avantatges de costos i impacte en el sector després de la producció de mòduls a gran-escala
Aquesta tecnologia única permet que el producte aconsegueixi una producció massiva estable i de baix cost-, i el seu avantatge de cost vindrà de dos aspectes: primer, la velocitat de producció del propi material i l'alta porositat, que estalvia materials i redueix el pes; El segon és la disminució dels costos integrals de fabricació i rendiment de les bateries que això comporta (gairebé sense necessitat d'equips terminals negatius, lloc i inversió en processos), que bolcarà tota la indústria d'elèctrodes negatius de les bateries.
L'impacte en la indústria de les bateries
1. Accelerar la comercialització de la tecnologia "sense elèctrode negatiu/pocs elèctrodes negatius": proporcionar la solució material subjacent més crítica per a aquesta ruta tecnològica d'alta-densitat d'energia més prometedora, fent que les bateries amb densitats d'energia de 500 Wh/kg i superiors siguin una realitat dins de les capacitats dels sistemes i equips existents.
2. Promoció d'avenços en el rendiment de les bateries d'ions de sodi: proporcionar una nova plataforma per al disseny d'elèctrodes negatius de sodi, que s'espera que resolgui els problemes de capacitat de material baix en carboni i gran expansió de volum dels materials d'aliatge en elèctrodes negatius de sodi, millorant encara més la densitat energètica i el cicle de vida de les bateries de sodi i millorant considerablement la seva competitivitat davant les bateries de liti.
3. Remodelació dels processos de fabricació de bateries: pot requerir el desenvolupament de nous farcits de purins d'elèctrodes, tecnologies de premsat amb rodets i fins i tot donar lloc a un procés de fabricació completament nou "integració d'elèctrodes col·lectors actuals".
L'impacte en la indústria del paper
1. L'actualització de "producte bàsic" a "producte tecnològic": els col·lectors de fluids ja no són només làmines metàl·liques estandarditzades, sinó que s'han convertit en productes de barrera d'alta-tecnologia amb microestructures complexes i funcions personalitzades. L'enfocament del valor de la indústria passarà de les simples tarifes de processament a les primes de tecnologia.
2. Activació d'una nova ronda de competició tecnològica: els gegants tradicionals de la làmina com Nord i Jiayuan s'enfrontaran a grans reptes i hauran d'invertir en investigació i desenvolupament per seguir tecnologies similars de col·lectors porosos actuals, en cas contrari s'enfrontaran al risc d'interrupció del mercat.
3. Reconstrucció de la cadena industrial: els fabricants d'equips aigües amunt han de desenvolupar equips capaços de produir escuma metàl·lica d'alta porositat i ultra-; Les fàbriques de bateries aigües avall han de reavaluar la seva cadena de subministrament i vincular-se profundament amb els proveïdors de làmines amb capacitats d'innovació bàsiques per endavant.
Per obtenir més detalls, visiteu el nostre enllaç del producte: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper-foil.html
Imatges del producte
Làmina de coure 3D microporosa Làmina d'alumini 3D microporosa Làmina de Cu microporosa / Làmina d'Al
Direcció d'aplicació
Els col·lectors de corrent tridimensionals són una adreça important per al desenvolupament de la indústria de les bateries, i la tecnologia de col·lectors de corrent tridimensionals és la garantia tècnica per a la comercialització de bateries de carboni de silici, d'estat sòlid de liti- i d'ions de liti- avançades.
Les sis direccions principals d'aplicació dels col·lectors de corrent tridimensionals -són: sense elèctrode negatiu/autogeneració, estat sòlid/semi-sòlid, supercondensador/condensador sec, elèctrode negatiu de carboni de silici, esquelet fort conductor sec, conductivitat tèrmica/capacitat tèrmica/adsorció/filtració.
Alta vinculació / baixa impedància / gran augment / resistència a baixa temperatura
Incrustar i penetrar materials actius per evitar el despreniment, allargar la vida útil de la bateria, estabilitzar el cicle, augmentar l'àrea de contacte de l'electròlit de l'elèctrode, reduir la resistència a la transferència de càrrega, connectar amunt i avall, duplicar l'àrea de transport conductora i reduir la impedància.
Reduint la densitat de corrent i guiant la supressió de les dendrites
Retardant de flama, canvi de fase, seguretat de resistències PTC, ceràmica, anticorrosió, afinitat amb el sodi (com ara zinc, plata), afinitat amb el liti (com ara estany), acceleració d'ions i altres imprimadors de seguretat, dispersant parcialment i reduint la densitat de corrent al punt de punció de l'agulla, guiant el creixement lateral en el forat de la branca de cristall i evitant la formació vertical del forat de la branca del cristall i
Bateria de sodi/liti: sense elèctrode negatiu/autogenerat
Optimització de sistemes de carboni porós, VGCF, COFS, el disseny esglaonat del revestiment inferior del nanotub de carboni bigotis s'ha convertit en un material de làmina clau per a la "tecnologia sense elèctrode negatiu / autogeneració" de bateries de sodi i liti, millorant considerablement la densitat d'energia i ajudant en el desenvolupament de la tecnologia sense elèctrodes negatius.
Càrrega i descàrrega ràpides iònics multicanal-
Millorar significativament l'eficiència inicial, augmentar la capacitat superficial, formar una xarxa tridimensional interconnectada de microporus, infiltrar-se i evitar zones seques locals, accelerar la migració d'ions (augmentar significativament els canals d'infiltració d'electròlits) i adaptar-se a la càrrega i descàrrega ràpida.
Material de làmina sòlid/sec
La formació directa de plaques polars (com ara dibuix i polvorització) redueix molt la dificultat de formació de pel·lícules de fibrosi PVDF/PTFE, amb connexions superiors i inferiors a l'interior i a l'exterior, alta resistència, baixa resistència i sense necessitat de transferència secundària al material de làmina.
Doble esquelet conductor d'expansió del buffer
Proporcioneu esquelets d'expansió forts de carboni de silici, carboni fòsfor i silici elevat, exploreu noves rutes tecnològiques per a la deposició directa de silici i el recobriment de carboni, alleugeu els problemes d'esquerdes d'expansió i admeten dissenys d'elèctrodes més gruixuts (alta capacitat de càrrega) amb excel·lents capacitats de transport d'ions.
Els porus són fins i uniformes, amb una mida mitjana dels porus de 40/50um. El producte de nova generació té una mida mitjana de porus de 21 um i s'ha produït-en massa; Petita variació en la resistència a la tracció; Sense necessitat de passivació secundària, aquesta tecnologia té una baixa resistència interna, sense taques d'oxidació i sense problemes químics/tèrmics.
Traces d'agents residuals i passivants; Igual que el material de làmina original, es pot utilitzar en contacte directe.
Conclusions
La làmina microporosa d'escuma no és una simple millora del procés, sinó una innovació de la capa inferior del sistema de materials. Precisament arriba a la gola del desenvolupament de la tecnologia de bateries de propera-generació, proporcionant una solució imaginativa al problema de llarg-elèctrodes negatius a la indústria.
Tot i que el mercat encara s'ha de provar la fiabilitat, la coherència i les dades cícliques-a llarg termini de la seva aplicació a gran-escala, la seva aparició, sens dubte, ha fet caure una "bomba d'aigua profunda" per a les indústries de les bateries i les làmines. Ens diu que els avenços tecnològics sovint provenen de repensar els principis més fonamentals de la lògica. A mesura que el col·lector actual passa de dues-dimensionals a tres-dimensionals, les tecnologies especials d'adhesiu i sinterització de coure desenvolupades al mateix temps també estan obrint un nou i vast "cel estrellat" en el futur de les bateries.
