Feuille d'aluminium pour batterie

La feuille d’aluminium pour batterie est l’un des matériaux de base utilisés comme collecteur de courant cathodique dans les batteries lithium-ion. Il est principalement utilisé dans les batteries de puissance, les batteries de stockage d'énergie et les batteries au lithium grand public. Sa fonction principale est de soutenir le matériau actif de la cathode et de transférer rapidement et de manière fiable les électrons générés pendant la charge et la décharge de la batterie vers le circuit externe. Cela contribue à améliorer la conductivité de la batterie, la densité énergétique et la durée de vie.

Jusqu’à présent, la production de feuilles pour batteries était principalement concentrée en Extrême-Orient. L’intérêt de la Chine pour les feuilles de batterie a commencé à croître considérablement au milieu des années 2010. Avec le développement rapide des véhicules à énergie nouvelle, des systèmes de stockage d'énergie et de l'électronique grand public, la demande de papier d'aluminium pour batteries hautes performances continue d'augmenter.

La feuille d'aluminium pour batterie de haute qualité présente une conductivité électrique élevée, une résistance élevée, une excellente qualité de surface, de bonnes performances de revêtement et une précision dimensionnelle stable. Il peut répondre aux exigences strictes des lignes de production de revêtement, de calandrage et de batteries automatisées à grande vitesse.

En tant que fabricant professionnel de papier d'aluminium, MC Aluminium fournit des produits en papier d'aluminium pour batteries conformes aux normes internationales. Nous prenons en charge une variété d’alliages, de spécifications et de services personnalisés. Nos produits sont exportés vers l'Europe, l'Amérique du Nord, l'Asie du Sud-Est, le Moyen-Orient, l'Amérique du Sud et d'autres marchés, fournissant un soutien d'approvisionnement fiable aux nouveaux fabricants d'énergie, de batteries et d'électronique.

Qu'est-ce que le papier d'aluminium pour batterie ?

La feuille d'aluminium pour batterie est une feuille d'aluminium ultra-mince produite par des processus de laminage, de recuit et de traitement de surface de précision. Il est généralement fabriqué à partir d’alliages d’aluminium de haute pureté. Il est principalement utilisé comme collecteur de courant cathodique dans les batteries lithium-ion, fournissant un chemin de transport d'électrons stable pour les matériaux cathodiques et assurant une bonne conductivité électrique et une bonne stabilité électrochimique.

Selon l'application, la feuille d'aluminium pour batterie peut être utilisée dans :

• Batteries pour véhicules à énergie nouvelle

• Systèmes de stockage d'énergie (ESS)

• Piles cylindriques au lithium

• Piles au lithium prismatiques

• Piles au lithium en pochette

• Batteries électroniques grand public 3C

• Batteries pour outils électriques

• Batteries pour deux-roues électriques

Matériaux et qualités d'alliages

Le papier d'aluminium pour batterie est principalement produit à partir d'alliages d'aluminium purs de la série 1000. Ces alliages ont une teneur élevée en aluminium, généralement avec une pureté supérieure à 99,00 %. Les produits courants en feuilles de batterie sont généralement fabriqués à partir d’alliages de la série 1XXX à l’état dur H18.

Les nuances d'alliage courantes incluent 1060, 1070, 1100 et 1235.

Feuille d'aluminium 1060

La feuille d'aluminium 1060 contient au moins 99,6 % d'aluminium et de très faibles niveaux d'impuretés. Il offre une excellente conductivité électrique, environ 62 % IACS, une bonne ductilité et est facile à rouler en une feuille ultra fine. Il présente également une forte résistance à la corrosion électrolytique.

Il convient aux batteries à haute densité énergétique et à longue durée de vie, en particulier lorsque la conductivité et la sécurité sont des exigences clés. C'est l'un des choix courants pour les applications de batteries de puissance.

1100 feuilles d'aluminium

La feuille d'aluminium 1100 contient au moins 99,0 % d'aluminium et une petite quantité de cuivre, généralement entre 0,05 % et 0,20 %. Sa résistance à la traction peut dépasser 270 MPa, légèrement supérieure à celle de la feuille d'aluminium 1060, qui se situe généralement autour de 230 à 250 MPa.

Il est plus adapté aux exigences de dilution, telles que les feuilles inférieures à 12 μm. Cependant, sa conductivité est légèrement inférieure, environ 59 % IACS. En cas d'exposition prolongée aux électrolytes, les impuretés de cuivre peuvent créer un risque de corrosion microgalvanique.

Feuille d'aluminium 1070

La feuille d'aluminium 1070 a une teneur en aluminium plus élevée d'au moins 99,70 %. Il offre une meilleure pureté, conductivité électrique et résistance à la corrosion que la feuille d'aluminium 1060, ce qui le rend adapté aux systèmes de batteries haut de gamme ayant des exigences de pureté particulièrement exigeantes.

Feuille d'aluminium 1235

La feuille d'aluminium 1235 contient au moins 99,35 % d'aluminium et est largement utilisée dans les applications de feuilles de batterie. Il offre une couleur uniforme, une surface propre, une excellente planéité, une résistance à la traction supérieure à 180 MPa, un allongement supérieur à 1,5 % et une mouillabilité supérieure à 32 dynes. Ces propriétés peuvent améliorer efficacement l'adhésion entre les matériaux actifs et le collecteur de courant.

En plus des alliages d'aluminium pur de la série 1000, la feuille d'aluminium 3003, la feuille d'aluminium 8011 et la feuille d'aluminium 8021 peuvent également être utilisées dans des applications spéciales ou dans des matériaux associés à l'emballage des batteries en pochette.

Processus de production de papier d'aluminium pour batterie

Le papier d'aluminium pour batterie est produit selon des processus stricts de fusion, de moulage et de laminage, de laminage à froid, de laminage de feuilles, de recuit, de refendage et d'inspection.

Un processus de production typique est le suivant :

Lingots d'aluminium de haute pureté/aluminium fondu → Fusion et contrôle de la composition → Coulée et laminage continus ou laminage à chaud → Laminage à froid → Recuit intermédiaire → Laminage de feuilles → Recuit final → Refendage → Contrôle qualité → Emballage et expédition

Principales fonctions de la feuille d'aluminium pour batterie dans les batteries lithium-ion

1. Servir de collecteur de courant cathodique pour la conduction électronique

Pendant la charge et la décharge, les électrons doivent circuler à travers le circuit externe. À l’intérieur de la batterie, les matériaux actifs de la cathode dépendent du collecteur de courant pour conduire les électrons.

L'aluminium a une bonne conductivité, une faible densité et une excellente aptitude au traitement, ce qui en fait le matériau principal pour les collecteurs de courant cathodique des batteries lithium-ion.

La feuille d'aluminium de la batterie collecte efficacement les électrons du revêtement cathodique et les transfère vers le circuit externe via des languettes, des connecteurs et d'autres composants, assurant ainsi une charge et une décharge normales de la batterie.

2. Soutenir le revêtement cathodique

La pâte cathodique doit adhérer de manière stable et uniforme à la surface de la feuille d'aluminium. La feuille d'aluminium pour batterie de haute qualité doit avoir des caractéristiques de surface et une mouillabilité appropriées, permettant à la boue cathodique d'être recouverte uniformément tout en réduisant les défauts tels que les sauts de revêtement, les trous d'épingle, les stries, la perte de poudre et une mauvaise adhérence locale.

Si la feuille présente une tension superficielle insuffisante, un excès d'huile résiduelle ou une rugosité instable, le revêtement en suspension peut devenir inégal, affectant la capacité, la cohérence et les performances du cycle de la batterie.

3. Réduire la résistance interne de la batterie

La conductivité, l'uniformité de l'épaisseur et l'état de liaison du revêtement de la feuille d'aluminium affectent tous la résistance électrique de la feuille d'électrode. Une feuille d'aluminium de batterie de haute qualité peut aider à réduire la résistance du collecteur de courant cathodique, améliorant ainsi la capacité de débit et l'efficacité de charge-décharge.

Ceci est particulièrement important pour les batteries de puissance et les batteries de stockage d’énergie à grande échelle, où une résistance interne plus faible contribue à réduire la génération de chaleur et à améliorer la stabilité en cas de charge et de décharge à haut débit.

4. Prise en charge du traitement des électrodes et de l’assemblage des cellules

Lors de la fabrication des batteries, les feuilles d'électrodes subissent des processus de revêtement, de séchage, de calandrage, de refendage, de découpe, d'enroulement ou d'empilage. La feuille d'aluminium doit avoir une résistance, un allongement et une flexibilité suffisants pour répondre aux exigences des équipements de production automatisés à grande vitesse.

Une résistance à la traction insuffisante, des bavures excessives sur les bords, des fluctuations évidentes de l'épaisseur ou une tension de bobine instable peuvent entraîner une rupture de la bande, un écart de suivi, un froissement et un enroulement irrégulier, réduisant ainsi l'efficacité de la production et le rendement du produit fini.

5. Contribuer à l’allègement de la batterie

L'aluminium a une densité d'environ 2,7 g/cm³, bien inférieure à celle de l'acier. La feuille d'aluminium ultra fine pour batterie peut réduire la proportion de matériaux inactifs tout en maintenant les performances de collecte de courant, créant ainsi plus d'espace pour une densité énergétique plus élevée de la batterie.

Par conséquent, à mesure que les véhicules électriques exigent une autonomie plus longue et des systèmes de batterie plus légers, la feuille d’aluminium pour batterie évolue vers des jauges plus fines, une résistance plus élevée et une plus grande cohérence.

Technologies de traitement de surface des feuilles de batterie

1. Feuille d'aluminium recouverte de carbone

La feuille d'aluminium recouverte de carbone est produite en appliquant uniformément du graphite nanoconducteur bien dispersé et des particules recouvertes de carbone sur la surface de la feuille d'aluminium.

Il offre une excellente conductivité statique et collecte les micro-courants des matériaux actifs. Cela réduit considérablement la résistance de contact entre le matériau cathodique et le collecteur de courant, améliore l'adhérence et réduit la consommation de liant.

Le revêtement en carbone peut améliorer considérablement les performances de décharge à courant élevé, réduire la polarisation et améliorer la plate-forme de tension de décharge.

2. Rugosité de la surface

La rugosité de la surface augmente la rugosité de la feuille d'aluminium, améliorant ainsi la résistance d'ancrage mécanique et l'adhésion interfaciale entre la feuille et les matériaux actifs.

3. Collecteurs de courant composites

Les collecteurs de courant composites utilisent une structure à trois couches métal-polymère-métal. Des matériaux tels que le film polyester à orientation biaxiale (BOPET), le film polypropylène (BOPP) et le film polyimide (PI) sont utilisés comme substrats et traités par des méthodes telles que le dépôt sous vide.

Par rapport aux collecteurs de courant conventionnels, les collecteurs de courant composites offrent une consommation de métal et un poids inférieurs. La feuille d'aluminium composite peut améliorer la densité énergétique d'environ 4,5 %.

Feuille d'aluminium pour batterie Avantage:

Pourquoi le papier d’aluminium est-il couramment utilisé pour les cathodes de batteries lithium-ion ?

Dans les batteries lithium-ion conventionnelles, une feuille d'aluminium est généralement utilisée comme collecteur de courant cathodique, tandis qu'une feuille de cuivre est généralement utilisée comme collecteur de courant anodique. Ceci est principalement lié à la stabilité de différents métaux dans différentes conditions de potentiel électrochimique.

La feuille d'aluminium présente une bonne stabilité électrochimique dans la plage de tension de fonctionnement des cathodes de batterie lithium-ion et peut répondre aux exigences de la plupart des produits chimiques cathodiques.

De plus, l'aluminium offre les avantages suivants :

• Bonne conductivité électrique

• Faible densité, prenant en charge l'allègement de la batterie

• Coût relativement maîtrisé

• Excellentes performances de traitement

• Convient pour un roulage ultra fin

• Une surface adaptée au revêtement en coulis

• Bonne résistance à la corrosion

• Défendage, estampage, soudage et laminage faciles

Cependant, la sélection spécifique des matériaux doit toujours être déterminée en fonction de la chimie de la batterie et des exigences de fabrication. Pour certains systèmes de batteries spéciaux ou applications haute tension, une feuille d'aluminium recouverte de carbone, des collecteurs de courant composites ou d'autres matériaux fonctionnels pour collecteurs de courant peuvent être nécessaires.

Feuille d'aluminium pour batterie spécification:

Application of Feuille d'aluminium pour batterie:

1. Alimenter les piles

La feuille d'aluminium pour batterie est largement utilisée comme collecteur de courant cathodique dans les batteries au lithium ternaire et les batteries au lithium fer phosphate pour les véhicules à énergie nouvelle. Avec les matériaux cathodiques tels que le phosphate de fer et de lithium, l'oxyde de lithium-cobalt et l'oxyde de lithium-manganèse, la feuille d'aluminium forme la section cathodique des batteries lithium-ion.

Alors que les batteries de puissance continuent d’exiger une densité énergétique plus élevée et une meilleure sécurité, les exigences de performance pour la feuille d’aluminium des batteries augmentent également.

2. Systèmes de stockage d'énergie

La feuille d'aluminium pour batteries est utilisée dans les packs de batteries destinés aux centrales électriques de stockage d'énergie à grande échelle et aux équipements de stockage d'énergie résidentiels. Les cellules de stockage d'énergie évoluent rapidement vers des capacités plus grandes, passant des cellules conventionnelles de 280 Ah aux cellules de 314 Ah.

3. Électronique grand public 3C

Il est utilisé dans les batteries légères et de grande capacité pour les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes et autres appareils électroniques grand public.

4. Piles sodium-ion

Dans les batteries sodium-ion, la feuille d’aluminium peut être utilisée à la fois comme collecteur de courant cathodique et anodique. Cela entraîne une consommation plus élevée de papier d’aluminium par batterie et élargit encore le potentiel du marché.

5. Pochettes pour piles

La feuille d'aluminium 8021 offre d'excellentes performances d'emboutissage profond, une résistance à la corrosion électrolytique et une résistance élevée au thermoscellage. C’est donc le matériau préféré pour la feuille d’aluminium pour batterie de poche.

Les produits concernés peuvent être conformes à la norme GB/T 22648-2023, Feuille d'aluminium pour tubes composites aluminium-plastique et pochettes de batterie.

Emballage et livraison:

Exigences de qualité pour la feuille de batterie en aluminium

Par rapport à la feuille d'aluminium conventionnelle, la feuille d'aluminium pour batterie a des exigences beaucoup plus strictes concernant les propriétés clés suivantes.

1. Épaisseur et précision

L'épaisseur courante de la feuille d'aluminium pour batterie est de 10 à 20 μm, et l'industrie s'oriente vers des épaisseurs plus fines de 8 μm et même de 6 μm. L'écart d'épaisseur doit généralement être contrôlé à ± 2 %.

Le contrôle de l'épaisseur et la planéité affectent directement l'efficacité de charge-décharge et la fiabilité à long terme de la batterie au lithium.

2. Propriétés mécaniques

La feuille d'aluminium pour batterie nécessite généralement à la fois une résistance élevée à la traction et un bon allongement. Les feuilles de qualité standard nécessitent généralement une résistance à la traction d'au moins 160 à 180 MPa. La feuille d'aluminium pour batterie de puissance nécessite généralement une résistance à la traction d'au moins 180 MPa, tandis que certaines applications peuvent nécessiter 200 MPa, voire 300 MPa.

Pour répondre aux exigences de traitement en aval, l'allongement doit souvent être d'au moins 3 %.

3. Mouillabilité de la surface : valeur Dyne

La mouillabilité de la surface est généralement mesurée par la valeur dyne. Pour garantir la qualité du revêtement, la valeur dyne de surface doit généralement être d'au moins 32 mN/m, tandis que certaines applications nécessitent 36 mN/m.

La tension de mouillage superficiel de la feuille d'aluminium composite ne doit pas être inférieure à 38 × 10⁻³ N/m.

4. Propreté des surfaces

Le papier aluminium pour batterie a des exigences extrêmement strictes en matière de propreté des surfaces :

Les cendres d'aluminium, les particules de fer, les lignes d'huile noires, les points brillants sur les surfaces mates et les défauts similaires ne sont pas autorisés.

Les piqûres de surface d'un diamètre supérieur à 1 mm ne sont pas autorisées.

Les piqûres comprises entre 0,5 mm et 1 mm doivent être inférieures à 3 par mètre carré et les piqûres d'environ 0,5 mm ne doivent pas apparaître en grappes.

Les matières étrangères telles que la poudre d'aluminium et la poudre de fer doivent être strictement contrôlées, par exemple à ≤50 mg par 300 000 m². La poudre d'aluminium en coupe transversale, testée par la méthode du ruban adhésif, ne doit pas contenir plus de 25 particules par 10 cm.

Le diamètre du trou d’épingle ne doit pas dépasser 400 μm.

5. Planéité et qualité des bords

La planéité est un indicateur technique critique et doit être contrôlée avec précision, par exemple ≤10 unités I. Les exigences en matière de qualité des bords sont également élevées : aucune fissuration ni bavure des bords n'est autorisée. Sans tension, la hauteur des vagues de bord ne doit pas dépasser 2 mm.

6. Environnement de production

Le papier d'aluminium pour batterie doit être fabriqué dans des ateliers propres de haut niveau pour garantir une propreté de surface exceptionnelle.

FAQ

Q1 : À quoi sert principalement le papier d’aluminium pour batterie ?

R : Il est principalement utilisé comme collecteur de courant cathodique dans les batteries lithium-ion et est largement appliqué dans les batteries de véhicules à énergie nouvelle, les batteries de stockage d'énergie et les batteries d'électronique grand public.

Q2 : Quelles épaisseurs sont couramment disponibles ?

R : Les épaisseurs courantes incluent 9 μm, 10 μm, 12 μm, 15 μm, 16 μm et 20 μm. Des épaisseurs personnalisées sont également disponibles selon les exigences du client.

Q3 : Quels alliages sont couramment utilisés ?

R : Les alliages courants comprennent les alliages 1060, 1070, 1235 et 8011. Parmi eux, les alliages 1235 et 8011 sont largement utilisés dans les applications de batteries de puissance et de batteries de stockage d'énergie.

Q4 : Les spécifications personnalisées sont-elles disponibles ?

R : Oui. Nous pouvons fournir des épaisseurs, des largeurs, des diamètres de bobines et des méthodes d'emballage personnalisés pour répondre aux exigences des lignes de production automatisées.

Q5 : Comment assurez-vous la qualité du produit ?

R : Nous utilisons des matières premières de haute pureté et des processus de production avancés, soutenus par un système de contrôle de qualité strict. Cela garantit une conductivité électrique stable, une précision dimensionnelle et une qualité de surface pour chaque lot de produits.