리튬 이온 배터리용 탄소 코팅 알루미늄 호일

배터리 등급 알루미늄 호일리튬이온 배터리용으로 특별히 개발 및 제조되었습니다. 이는 음극 기판 및 집전체 역할을 하며, 본질적으로 활성 물질을 지지하고 전자를 전도하는 뼈대입니다. 포일은 깨끗하고 균일하며 코팅 접착력이나 전기적 성능을 저하시키지 않는 결함 없는 표면을 가지고 있습니다.

전통적인 음극 집전체는 일반 알루미늄 호일을 사용합니다. 그러나 배터리가 초고속 충전, 고속 방전, 사이클 수명 연장 등의 방향으로 나아가면서 알루미늄 호일과 양극 활물질 간의 접촉 저항과 박리 위험이 점차 성능 병목 현상이 되고 있습니다. 탄소 코팅 알루미늄 호일은 미크론 규모의 알루미늄 호일 표면에 초박형 전도성 탄소층을 적용하여 이러한 문제를 해결합니다.

탄소 코팅 알루미늄 호일이란 무엇입니까?

리튬이온 배터리용 탄소 코팅 알루미늄박은 리튬이온 배터리의 양극 집전체로 사용되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금박을 말합니다. 리튬인산철(LFP), 리튬코발트산화물(LCO), 리튬망간산화물(LMO) 등 양극재와 함께 리튬이온 배터리 양극의 일부를 구성한다.

전지용 알루미늄박은 제조공정과 사용되는 재료에 따라 일반박, 코팅박, 복합알루미늄박으로 분류됩니다.

탄소 코팅 알루미늄 호일은 배터리 등급 일반 알루미늄 호일의 한쪽 또는 양쪽을 전도성 카본 블랙, 그래핀 또는 탄소 나노튜브와 같은 나노크기 전도성 탄소 입자와 특수 바인더로 만들어진 복합 전도성 층으로 균일하게 코팅하여 생산됩니다.

코팅은 일반적으로 두께가 0.5~2μm에 불과하지만 LFP(리튬 철 인산염) 및 3원 NCM/NCA 재료와 같은 활성 물질과 알루미늄 호일 기판 사이에 고성능 "미세한 브리지"를 형성합니다.

탄소 코팅 알루미늄 호일은 인산철리튬 배터리의 내부 저항을 크게 줄일 수 있습니다. 활물질과 호일의 접촉성을 향상시키고, 전극 내 전류 전도를 향상시켜 율속성, 저온 성능, 사이클 성능, 저장 성능을 향상시킵니다.

삼원계 리튬 배터리에 비해 LFP 배터리는 전기 전도성과 에너지 밀도가 낮습니다. 탄소 코팅은 LFP 배터리의 사이클링 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 LFP 배터리에 사용되는 알루미늄 호일에는 일반적으로 탄소 코팅이 필요합니다.

이 제품은 A형과 B형으로 제공되며 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다.

유형 A: 검정색 외관; 양면의 표준 총 코팅 두께는 4-8μm입니다. 더욱 탁월한 전도성 성능을 제공합니다.

유형 B: 밝은 회색 외관; 양면의 표준 총 코팅 두께는 2~3μm입니다. 코팅 영역은 상대적으로 작은 용접 영역을 유지할 수 있으며 코팅 장비에서 인식할 수 있는 간헐적인 코팅 간격을 지원합니다.

탄소 코팅 알루미늄 호일의 기능

신에너지 자동차 리튬 배터리의 경우 일반적으로 제품 가치가 높을수록 성능이 향상됩니다. 탄소 코팅 알루미늄 호일은 다음과 같은 방식으로 배터리 성능에 기여합니다.

• 배터리 분극을 억제하고 열 효과를 줄이며 속도 성능을 향상시킵니다.

• 배터리 내부 저항을 줄이고 사이클링 중 동적 내부 저항의 증가를 크게 줄입니다.

• 일관성을 개선하고 배터리 수명을 연장합니다.

• 활물질과 집전체 사이의 접착력을 높여 전극 제조 비용을 절감합니다.

• 전해질 부식으로부터 집전체를 보호합니다.

• LFP 배터리의 고온 및 저온 성능을 향상시키고 LFP 및 티탄산리튬 소재의 가공성을 향상시킵니다.

배터리 기판의 알루미늄 호일 사양

탄소 코팅 알루미늄 호일의 주요 성능 이점

1. 높은 전기 전도성

탄소 소재는 전자 전도성이 뛰어나 배터리 분극을 줄이고 충방전 효율을 높이는 데 도움을 줍니다.

2. 우수한 계면 안정성

탄소 코팅은 알루미늄 호일과 양극재 사이의 접촉을 향상시켜 전극의 구조적 안정성을 향상시킵니다.

3. 좋은 내식성

탄소층은 알루미늄 호일 표면을 보호하여 전해질 환경에서 부식 위험을 줄이고 배터리 안전성을 향상시킵니다.

4. 코팅 가공성 향상

탄소 코팅 처리 후 알루미늄 호일 표면의 거칠기와 습윤성이 개선되어 다음과 같은 이점이 있습니다.

균일한 음극 슬러리 코팅을 보장합니다.

코팅 결함을 줄입니다.

생산 일관성을 향상시킵니다.

5. 다중 음극 화학과의 호환성

탄소 코팅 알루미늄 호일은 다음을 포함하여 주류 리튬 이온 배터리 시스템에 널리 사용될 수 있습니다.

리튬인산철 배터리(LFP);

삼원리튬배터리(NCM);

리튬 코발트 산화물 배터리(LCO);

리튬 망간 산화물 배터리(LMO).

탄소 코팅 알루미늄 호일의 응용

미세입자 활물질을 이용한 고출력 리튬이온전지;

리튬 철 인산염 음극;

미세 입자 삼원 물질 또는 리튬 망간 산화물 음극;

슈퍼커패시터;

리튬 티오닐 클로라이드, 리튬 망간 이산화물, 리튬 철 및 ​​코인 셀 배터리를 포함한 1차 리튬 배터리(에칭된 알루미늄 호일을 대체할 수 있음)

탄소 코팅 알루미늄 호일 생산 공정

탄소 코팅 알루미늄 호일일반적으로 연속 코팅 공정을 사용하여 제조됩니다. 제조업체마다 공식과 장비가 다를 수 있지만 전체 프로세스에는 일반적으로 다음 단계가 포함됩니다.

1. 알루미늄 호일 표면 처리

코팅하기 전에 알루미늄 호일 표면은 깨끗하고 균일해야 하며 적절한 표면 에너지를 가져야 합니다. 제품 요구 사항에 따라 탈지, 세척, 표면 활성화 또는 기타 전처리 공정을 사용하여 탄소층과 알루미늄 호일 간의 결합 강도를 향상시킬 수 있습니다.

2. 전도성 슬러리 준비

전도성 탄소재료, 바인더, 용제, 기능성 첨가제 등을 혼합, 분산, 밀링하여 안정적인 전도성 탄소 슬러리를 생산합니다.

3. 정밀코팅

그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마바 코팅 또는 기타 연속 코팅 방법을 사용하여 전도성 슬러리를 알루미늄 호일 표면에 균일하게 도포합니다.

적용 요구 사항에 따라 탄소 코팅 알루미늄 호일은 다음과 같이 설계될 수 있습니다.

단면 탄소 코팅;

양면 탄소 코팅;

부분적으로 탄소 코팅;

스트라이프 코팅 또는 패턴 코팅.

양면 카본 코팅은 양극재를 양면에 코팅하는 일반 전극 설계에 적합합니다. 부분 코팅이나 줄무늬 코팅은 용접, 전기 연결 또는 기타 처리 기능을 위한 특정 영역을 유지하는 데 도움이 됩니다.

4. 건조 및 경화

코팅 후 알루미늄 호일은 건조 오븐을 통과하여 용매를 증발시키고 코팅을 경화시킵니다. 건조 온도, 기류, 웹 장력, 라인 속도 모두 코팅 품질에 영향을 미칩니다.

지나치게 빠른 건조는 코팅 내부에 높은 내부 응력을 유발할 수 있습니다. 건조가 충분하지 않으면 용매 잔류, 접착력 부족 및 기타 품질 문제가 발생할 수 있습니다.

5. 온라인 검사 및 슬리팅

완제품은 일반적으로 육안검사, 두께측정, 도금량 측정, 표면저항시험, 접착력시험, 핀홀검사, 롤 평탄도 검사 등을 거치게 됩니다.

배터리 소재의 경우 일관성이 중요합니다. 사소한 국지적 결함이라도 후속 전극 제조 또는 셀 사이클링 중에 증폭되어 제품 수율, 안전성 및 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.

성능 비교: 기존 일반 알루미늄 호일과 탄소 코팅 알루미늄 호일