رقائق الألومنيوم للبطارية

رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية هي إحدى المواد الأساسية المستخدمة كمجمع تيار الكاثود في بطاريات الليثيوم أيون. يتم تطبيقه بشكل رئيسي في بطاريات الطاقة، بطاريات تخزين الطاقة، وبطاريات الليثيوم الاستهلاكية. وتتمثل وظيفتها الأساسية في دعم المادة النشطة للكاثود ونقل الإلكترونات المتولدة أثناء شحن البطارية وتفريغها بسرعة وبشكل موثوق إلى الدائرة الخارجية. ويساعد ذلك على تحسين توصيل البطارية وكثافة الطاقة وعمر الدورة.

حتى الآن، يتركز إنتاج رقائق البطاريات بشكل رئيسي في الشرق الأقصى. بدأ اهتمام الصين برقائق البطاريات في النمو بشكل ملحوظ في منتصف عام 2010. مع التطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة، وأنظمة تخزين الطاقة، والإلكترونيات الاستهلاكية، يستمر الطلب على رقائق الألومنيوم ذات البطاريات عالية الأداء في الزيادة.

تتميز رقائق الألومنيوم ذات البطارية عالية الجودة بموصلية كهربائية عالية، وقوة عالية، وجودة سطح ممتازة، وأداء طلاء جيد، ودقة أبعاد مستقرة. يمكنها تلبية المتطلبات الصارمة للطلاء عالي السرعة، والتقويم، وخطوط إنتاج البطاريات الآلية.

باعتبارها شركة متخصصة في تصنيع رقائق الألومنيوم، توفر MC Aluminium منتجات رقائق الألومنيوم للبطاريات المتوافقة مع المعايير الدولية. نحن ندعم مجموعة متنوعة من السبائك والمواصفات والخدمات المخصصة. يتم تصدير منتجاتنا إلى أوروبا وأمريكا الشمالية وجنوب شرق آسيا والشرق الأوسط وأمريكا الجنوبية وأسواق أخرى، مما يوفر دعمًا موثوقًا للإمدادات لمصنعي الطاقة الجديدة والبطاريات والإلكترونيات.

ما هو رقائق الألومنيوم البطارية؟

رقائق ألومنيوم البطارية عبارة عن رقائق ألومنيوم رفيعة للغاية يتم إنتاجها من خلال عمليات الدرفلة والتليين ومعالجة الأسطح الدقيقة. وعادة ما تكون مصنوعة من سبائك الألومنيوم عالية النقاء. يتم استخدامه بشكل أساسي كمجمع تيار الكاثود في بطاريات الليثيوم أيون، مما يوفر مسارًا مستقرًا لنقل الإلكترون للمواد الكاثودية ويضمن التوصيل الكهربائي الجيد والاستقرار الكهروكيميائي.

اعتمادًا على التطبيق، يمكن استخدام رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية في:

بطاريات طاقة مركبات الطاقة الجديدة
أنظمة تخزين الطاقة (ESS)
بطاريات الليثيوم الأسطوانية
بطاريات الليثيوم المنشورية
الحقيبة بطاريات الليثيوم
3C بطاريات الالكترونيات الاستهلاكية
بطاريات الأدوات الكهربائية
بطاريات كهربائية ذات عجلتين

Battery aluminum foil.jpg

المواد ودرجات السبائك

يتم إنتاج رقائق الألومنيوم للبطارية بشكل رئيسي من سبائك الألومنيوم النقية من سلسلة 1000. تحتوي هذه السبائك على نسبة عالية من الألومنيوم، وعادة ما تكون درجة نقائه أعلى من 99.00%. يتم تصنيع منتجات رقائق البطاريات السائدة عمومًا من سبائك سلسلة 1XXX في الحالة الصلبة H18.

تشمل درجات السبائك الشائعة 1060 و1070 و1100 و1235.

1060 رقائق الألومنيوم

تحتوي رقائق الألومنيوم 1060 على 99.6% من الألومنيوم على الأقل ومستويات منخفضة جدًا من الشوائب. إنها توفر توصيلًا كهربائيًا ممتازًا، حوالي 62% من IACS، وليونة جيدة، ومن السهل لفها إلى رقائق رقيقة جدًا. كما أن لديها مقاومة قوية للتآكل المنحل بالكهرباء.

إنها مناسبة لبطاريات الطاقة ذات كثافة الطاقة العالية وطويلة العمر، خاصة عندما تكون التوصيلية والسلامة من المتطلبات الأساسية. إنه أحد الخيارات السائدة لتطبيقات بطاريات الطاقة.

1100 ورق ألومنيوم

تحتوي رقائق الألومنيوم 1100 على 99.0% على الأقل من الألومنيوم وكمية صغيرة من النحاس، بشكل عام 0.05%-0.20%. يمكن أن تتجاوز قوة الشد 270 ميجا باسكال، وهي أعلى قليلاً من قوة شد رقائق الألومنيوم 1060، والتي تبلغ عادةً حوالي 230-250 ميجا باسكال.

إنه أكثر ملاءمة لمتطلبات التخفيف، مثل الرقائق التي يقل سمكها عن 12 ميكرومتر. ومع ذلك، الموصلية أقل قليلاً، حوالي 59% IACS. في حالة التعرض للكهارل على المدى الطويل، قد تخلق شوائب النحاس خطر التآكل الجلفاني الدقيق.

1070 رقائق الألومنيوم

تحتوي رقائق الألومنيوم 1070 على نسبة ألومنيوم أعلى تصل إلى 99.70% على الأقل. إنه يوفر نقاء أفضل، وموصلية كهربائية، ومقاومة للتآكل مقارنة برقائق الألومنيوم 1060، مما يجعله مناسبًا لأنظمة البطاريات المتطورة ذات متطلبات النقاء الصعبة بشكل خاص.

1235 رقائق الألومنيوم

تحتوي رقائق الألومنيوم 1235 على 99.35% من الألومنيوم على الأقل وتستخدم على نطاق واسع في تطبيقات رقائق البطارية. إنها توفر لونًا موحدًا، وسطحًا نظيفًا، وتسطيحًا ممتازًا، وقوة شد تزيد عن 180 ميجا باسكال، واستطالة تزيد عن 1.5%، وقابلية للبلل تزيد عن 32 داينًا. يمكن لهذه الخصائص أن تحسن بشكل فعال الالتصاق بين المواد النشطة والمجمع الحالي.

بالإضافة إلى سبائك الألومنيوم النقية من السلسلة 1000، يمكن أيضًا استخدام رقائق الألومنيوم 3003 ورقائق الألومنيوم 8011 ورقائق الألومنيوم 8021 في تطبيقات خاصة أو في المواد المرتبطة بتغليف بطارية الحقيبة.

عملية إنتاج رقائق الألومنيوم للبطارية

يتم إنتاج رقائق الألومنيوم للبطارية من خلال عمليات الصهر والصب والدرفلة والدرفلة على البارد والتليين والقطع والفحص الصارمة.

عملية الإنتاج النموذجية هي كما يلي:

سبائك الألومنيوم عالية النقاء / الألومنيوم المنصهر ← التحكم في الذوبان والتركيب ← الصب والدرفلة المستمرة أو الدرفلة على الساخن ← الدرفلة على البارد ← التلدين المتوسط ← لف الرقائق المعدنية ← التلدين النهائي ← الحز ← فحص الجودة ← التعبئة والتغليف والشحن

الوظائف الرئيسية لرقائق الألومنيوم للبطارية في بطاريات الليثيوم أيون

1. بمثابة جامع تيار الكاثود لتوصيل الإلكترون

أثناء الشحن والتفريغ، يجب أن تتدفق الإلكترونات عبر الدائرة الخارجية. داخل البطارية، تعتمد المواد النشطة للكاثود على المجمع الحالي لتوصيل الإلكترونات.

يتمتع الألومنيوم بموصلية جيدة، وكثافة منخفضة، وقابلية معالجة ممتازة، مما يجعله المادة الرئيسية لمجمعات تيار الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون.

تقوم رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية بجمع الإلكترونات بكفاءة من طلاء الكاثود وتنقلها إلى الدائرة الخارجية من خلال علامات التبويب والموصلات والمكونات الأخرى، مما يضمن شحن وتفريغ البطارية بشكل طبيعي.

2. دعم طلاء الكاثود

يجب أن يلتصق ملاط الكاثود بشكل ثابت وموحد بسطح رقائق الألومنيوم. يجب أن تتمتع رقائق الألومنيوم عالية الجودة للبطارية بخصائص سطحية مناسبة وقابلية للبلل، مما يسمح بتغليف ملاط الكاثود بالتساوي مع تقليل العيوب مثل تخطي الطلاء، والثقوب، والشرائط، وتساقط المسحوق، وضعف الالتصاق المحلي.

إذا كانت الرقاقة تحتوي على توتر سطحي غير كافٍ، أو زيت متبقي زائد، أو خشونة غير مستقرة، فقد يصبح طلاء الملاط غير متساوٍ، مما يؤثر على سعة البطارية، والاتساق، وأداء الدورة.

3. تقليل المقاومة الداخلية للبطارية

تؤثر الموصلية الكهربائية وتوحيد السُمك وحالة ترابط الطلاء لرقائق الألومنيوم على المقاومة الكهربائية للوحة القطب الكهربائي. يمكن لرقائق الألومنيوم عالية الجودة للبطارية أن تساعد في تقليل مقاومة مجمع تيار الكاثود، مما يحسن قدرة المعدل وكفاءة الشحن والتفريغ.

وهذا مهم بشكل خاص لبطاريات الطاقة وبطاريات تخزين الطاقة واسعة النطاق، حيث تساعد المقاومة الداخلية المنخفضة على تقليل توليد الحرارة وتحسين الاستقرار في ظل الشحن والتفريغ عالي السرعة.

4. دعم معالجة القطب الكهربائي وتجميع الخلايا

أثناء تصنيع البطاريات، تخضع صفائح الأقطاب الكهربائية لعمليات الطلاء أو التجفيف أو التقويم أو القطع أو القطع أو اللف أو التراص. يجب أن تتمتع رقائق الألومنيوم بالقوة والاستطالة والمرونة الكافية لتلبية متطلبات معدات الإنتاج الآلية عالية السرعة.

قد تؤدي قوة الشد غير الكافية، أو نتوءات الحافة المفرطة، أو تقلبات السُمك الواضحة، أو توتر الملف غير المستقر إلى كسر الشريط، وانحراف التتبع، والتجاعيد، واللف غير المتساوي، مما يقلل من كفاءة الإنتاج وإنتاجية المنتج النهائي.

5. المساهمة في تخفيف وزن البطارية

تبلغ كثافة الألومنيوم حوالي 2.7 جم/سم مكعب، وهي أقل بكثير من الفولاذ. يمكن لرقائق الألمنيوم الرقيقة جدًا للبطارية أن تقلل من نسبة المواد غير النشطة مع الحفاظ على أداء المجموعة الحالية، مما يوفر مساحة أكبر لزيادة كثافة طاقة البطارية.

لذلك، نظرًا لأن السيارات الكهربائية تتطلب نطاق قيادة أطول وأنظمة بطاريات أخف وزنًا، فإن رقائق الألومنيوم للبطارية تتطور نحو مقاييس أرق وقوة أعلى واتساق أكبر.

تقنيات معالجة سطح رقائق البطارية

1. رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون

يتم إنتاج رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون عن طريق تطبيق الجرافيت النانوي الموصل بشكل جيد والجسيمات المطلية بالكربون بشكل موحد على سطح رقائق الألومنيوم.

إنه يوفر موصلية ثابتة ممتازة ويجمع التيارات الدقيقة من المواد النشطة. وهذا يقلل بشكل كبير من مقاومة الاتصال بين مادة الكاثود والمجمع الحالي، ويحسن الالتصاق، ويقلل من استهلاك الرابط.

طلاء الكربون يمكن أن يحسن بشكل كبير أداء التفريغ عالي التيار، ويقلل من الاستقطاب، ويعزز منصة جهد التفريغ.

Carbon-Coated Aluminum Foil.jpg

2. تخشين السطح

تزيد خشونة السطح من خشونة رقائق الألومنيوم، مما يحسن قوة التثبيت الميكانيكية والالتصاق السطحي بين الرقائق والمواد النشطة.

3. المجمعات الحالية المركبة

تستخدم المجمعات الحالية المركبة هيكلًا ثلاثي الطبقات من معدن البوليمر المعدني. يتم استخدام مواد مثل فيلم البوليستر الموجه ثنائي المحور (BOPET)، وفيلم البولي بروبيلين (BOPP)، وفيلم بوليميد (PI) كركائز ويتم معالجتها من خلال طرق مثل الترسيب الفراغي.

بالمقارنة مع مجمعات التيار التقليدية، فإن مجمعات التيار المركبة توفر استهلاكًا أقل للمعادن وتقليل الوزن. يمكن لرقائق الألومنيوم المركبة تحسين كثافة الطاقة بنسبة 4.5% تقريبًا.

رقائق الألومنيوم للبطارية ميزة:

لماذا يتم استخدام رقائق الألومنيوم بشكل شائع في كاثودات بطارية الليثيوم أيون؟

في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، تُستخدم رقائق الألومنيوم عادةً كمجمع تيار الكاثود، بينما تُستخدم رقائق النحاس عمومًا كمجمع تيار الأنود. ويرتبط هذا بشكل أساسي بثبات المعادن المختلفة في ظل ظروف محتملة كهروكيميائية مختلفة.

تتمتع رقائق الألومنيوم باستقرار كهروكيميائي جيد ضمن نطاق جهد التشغيل لكاثودات بطارية الليثيوم أيون ويمكنها تلبية متطلبات معظم كيمياء الكاثود.

بالإضافة إلى ذلك، يوفر الألومنيوم المزايا التالية:

الموصلية الكهربائية الجيدة
منخفض الكثافة، ويدعم خفة وزن البطارية
تكلفة يمكن السيطرة عليها نسبيا
أداء معالجة ممتاز
مناسبة للدرفلة الرقيقة للغاية
سطح مناسب لطلاء الملاط
مقاومة جيدة للتآكل
سهولة الحز والختم واللحام والتصفيح

ومع ذلك، لا يزال يتعين تحديد اختيار المواد المحددة وفقًا لكيمياء البطارية ومتطلبات التصنيع. بالنسبة لبعض أنظمة البطاريات الخاصة أو التطبيقات ذات الجهد العالي، قد تكون هناك حاجة إلى رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون، أو مجمعات التيار المركبة، أو غيرها من مواد تجميع التيار الوظيفية.

رقائق الألومنيوم للبطارية تخصيص:

غرض	مواصفة
اسم المنتج	رقائق الألومنيوم للبطارية
سبيكة	1060، 1070، 1235، 8011
حِدّة	او ×18
سماكة	9-20 ميكرومتر
عرض	100-1600 ملم
القطر الداخلي	76 ملم، 152 ملم
القطر الخارجي	وفقا لمتطلبات العملاء
سطح	جانب واحد مشرق/جانبين مشرق
جودة السطح	خالية من التجاعيد والبقع الزيتية والثقوب وبقع التآكل
الموصلية	ممتاز
التعبئة والتغليف	عبوات تصدير خالية من الغبار ومقاومة للرطوبة
موك	3 طن

الخواص الميكانيكية

سبيكة	حِدّة	نطاق السماكة (مم)	التسامح سمك	قوة الشد (ميغاباسكال)	استطالة	قيمة داين
1235	ح18	0.012-0.016	±3%	170-200	≥1.2%	≥31
1235	ح18	0.0161–0.020	±3%	170-200	≥1.4%	≥31
1235	ح18	0.021-0.035	±3%	170-200	≥1.6%	≥31
1060	ح18	0.012-0.016	±3%	165-190	≥1.2%	≥31
1070	ح18	0.012-0.016	±3%	≥180	≥1.2%	≥31

طلب of رقائق الألومنيوم للبطارية:

1. بطاريات الطاقة

يتم استخدام رقائق الألومنيوم للبطارية على نطاق واسع كمجمع تيار الكاثود في بطاريات الليثيوم الثلاثية وبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم لمركبات الطاقة الجديدة. جنبا إلى جنب مع مواد الكاثود مثل فوسفات الحديد الليثيوم، وأكسيد كوبالت الليثيوم، وأكسيد المنغنيز الليثيوم، تشكل رقائق الألومنيوم قسم الكاثود من بطاريات الليثيوم أيون.

مع استمرار بطاريات الطاقة في المطالبة بكثافة طاقة أعلى وسلامة أفضل، تتزايد أيضًا متطلبات الأداء لرقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية.

2. أنظمة تخزين الطاقة

يتم استخدام رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية في حزم البطاريات لمحطات توليد الطاقة واسعة النطاق لتخزين الطاقة ومعدات تخزين الطاقة السكنية. تتحرك خلايا تخزين الطاقة بسرعة نحو سعات أكبر، حيث تتوسع من الخلايا التقليدية 280 أمبير إلى 314 أمبير.

3. 3C الالكترونيات الاستهلاكية

يتم استخدامه في البطاريات خفيفة الوزن وعالية السعة للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

4. بطاريات أيون الصوديوم

في بطاريات أيونات الصوديوم، يمكن استخدام رقائق الألومنيوم كمجمع تيار الكاثود والأنود. وينتج عن ذلك ارتفاع استهلاك رقائق الألومنيوم لكل بطارية وتوسيع إمكانات السوق بشكل أكبر.

5. أكياس البطارية

توفر رقائق الألومنيوم 8021 أداءً ممتازًا للرسم العميق، ومقاومة للتآكل بالكهرباء، وقوة عالية للغلق الحراري. ولذلك فهي المادة المفضلة لرقائق الألومنيوم الخاصة ببطارية الحقيبة.

يمكن أن تتوافق المنتجات ذات الصلة مع GB/T 22648-2023، ورقائق الألومنيوم لأنابيب الألومنيوم والبلاستيك المركب وأكياس البطاريات.

التعبئة والتسليم:

متطلبات الجودة لرقائق بطارية الألومنيوم

بالمقارنة مع رقائق الألومنيوم التقليدية، فإن رقائق الألومنيوم للبطارية لديها متطلبات أكثر صرامة للخصائص الرئيسية التالية.

1. السماكة والدقة

يبلغ سمك رقائق الألومنيوم للبطارية 10-20 ميكرومتر، وتتجه الصناعة نحو مقاييس أرق تصل إلى 8 ميكرومتر وحتى 6 ميكرومتر. مطلوب عمومًا التحكم في انحراف السُمك في حدود ±2%.

يؤثر التحكم في السُمك والتسطيح بشكل مباشر على كفاءة تفريغ شحن بطارية الليثيوم وموثوقيتها على المدى الطويل.

2. الخواص الميكانيكية

تتطلب رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية عمومًا قوة شد عالية واستطالة جيدة. تتطلب الرقائق القياسية عادةً قوة شد لا تقل عن 160-180 ميجا باسكال. تتطلب رقائق الألومنيوم الخاصة ببطارية الطاقة عمومًا قوة شد لا تقل عن 180 ميجا باسكال، بينما قد تتطلب بعض التطبيقات 200 ميجا باسكال، أو حتى 300 ميجا باسكال.

لتلبية متطلبات المعالجة النهائية، غالبًا ما تكون الاستطالة مطلوبة بنسبة 3٪ على الأقل.

3. قابلية التبلل السطحي: قيمة داين

عادة ما يتم قياس قابلية التبلل السطحي بقيمة داين. لضمان جودة الطلاء، يجب أن تكون قيمة داين السطح على الأقل 32 ملي نيوتن/م، بينما تتطلب بعض التطبيقات 36 ملي نيوتن/م.

يجب ألا يقل شد التبلل السطحي لرقائق الألومنيوم المركبة عن 38 × 10⁻³ N/m.

4. نظافة السطح

تحتوي رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية على متطلبات صارمة للغاية فيما يتعلق بنظافة السطح:

لا يُسمح برماد الألومنيوم وجزيئات الحديد وخطوط الزيت السوداء والبقع المضيئة على الأسطح غير اللامعة والعيوب المشابهة.

لا يسمح بالحفر السطحية التي يزيد قطرها عن 1 مم.

يجب أن تكون الحفر التي يتراوح حجمها بين 0.5 مم و1 مم أقل من 3 لكل متر مربع، ويجب ألا تحدث الحفر التي يبلغ حجمها حوالي 0.5 مم في مجموعات.

يجب التحكم بشكل صارم في المواد الأجنبية مثل مسحوق الألومنيوم ومسحوق الحديد، على سبيل المثال، إلى ≥50 مجم لكل 300.000 متر مربع. يجب ألا يزيد مسحوق الألومنيوم ذو المقطع العرضي، الذي تم اختباره بطريقة الشريط اللاصق، عن 25 جزيئة لكل 10 سم.

يجب ألا يتجاوز قطر الثقب 400 ميكرومتر.

5. التسطيح وجودة الحافة

يعد الاستواء مؤشرًا فنيًا بالغ الأهمية ويجب التحكم فيه بدقة، مثل ≥10 وحدات I. متطلبات جودة الحافة مرتفعة أيضًا: لا يُسمح بتشقق الحواف أو نتوءاتها. في حالة عدم التوتر، يجب ألا يزيد ارتفاع موجة الحافة عن 2 مم.

6. بيئة الإنتاج

يجب أن يتم تصنيع رقائق الألومنيوم الخاصة بالبطارية في ورش نظيفة عالية المستوى لضمان نظافة السطح بشكل استثنائي.

التعليمات

Q1: ما هو استخدام رقائق الألومنيوم للبطارية بشكل رئيسي؟

ج: يتم استخدامه بشكل أساسي كمجمع تيار الكاثود في بطاريات الليثيوم أيون ويتم تطبيقه على نطاق واسع في بطاريات طاقة مركبات الطاقة الجديدة وبطاريات تخزين الطاقة وبطاريات الإلكترونيات الاستهلاكية.

س2: ما هي السماكات المتوفرة بشكل شائع؟

ج: تشمل السماكات الشائعة 9 ميكرومتر، و10 ميكرومتر، و12 ميكرومتر، و15 ميكرومتر، و16 ميكرومتر، و20 ميكرومتر. تتوفر أيضًا سماكات مخصصة وفقًا لمتطلبات العملاء.

س3: ما هي السبائك شائعة الاستخدام؟

ج: تشمل السبائك الشائعة 1060، 1070، 1235، و8011. من بينها، 1235 و8011 تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات بطاريات الطاقة وبطاريات تخزين الطاقة.

س 4: هل المواصفات المخصصة متاحة؟

ج: نعم. يمكننا توفير السماكات والعروض وأقطار الملفات وطرق التغليف المخصصة لتلبية متطلبات خطوط الإنتاج الآلية.

س 5: كيف يمكنك ضمان جودة المنتج؟

ج: نحن نستخدم مواد خام عالية النقاء وعمليات إنتاج متقدمة، مدعومة بنظام صارم لمراقبة الجودة. وهذا يضمن التوصيل الكهربائي المستقر، ودقة الأبعاد، وجودة السطح لكل دفعة من المنتجات.