Как производитель алюминиевой фольги, мы производим фольгированные материалы для литий-ионных аккумуляторов, систем хранения энергии, электромобилей, бытовой электроники и связанных с ними электрохимических приложений. Выбор правильного сплава алюминиевой фольги имеет важное значение, поскольку состав фольги, ее состояние, постоянство толщины, состояние поверхности и механические характеристики напрямую влияют на качество покрытия электродов, эффективность сбора тока и стабильность последующей обработки.
В производстве аккумуляторов алюминиевая фольга в основном используется в качестве катодного токосъемника. Его также можно использовать в конструкциях аккумуляторных чехлов, ламинированных упаковочных материалах, корпусах аккумуляторов, вкладках, изоляционных узлах и компонентах терморегулирования. Для разных применений аккумуляторов требуются разные типы сплавов алюминиевой фольги, и выбор сплава всегда должен основываться на функциональной роли фольги, а не только на ее толщине.
Почему алюминиевая фольга используется в аккумуляторах
Алюминиевая фольга широко используется в системах перезаряжаемых батарей, поскольку она сочетает в себе низкую плотность, хорошую электропроводность, коррозионную стойкость в пределах нормального диапазона катодных потенциалов и отличную технологичность. По сравнению с более тяжелыми металлическими материалами алюминий помогает снизить вес элемента, сохраняя при этом стабильные характеристики сбора тока.
Для катодов литий-ионных аккумуляторов алюминиевая фольга служит проводящей подложкой, поддерживающей покрытие из активного материала. Фольга должна сохранять надежную адгезию с такими материалами, как фосфат лития-железа, оксид никеля-марганца-кобальта, оксид лития-кобальта и катодные составы с высоким содержанием никеля. Он также должен выдерживать процессы нанесения жидкого покрытия, сушки, каландрирования, продольной резки, намотки, штабелирования и сборки ячеек.
С нашей точки зрения производства, аккумуляторная алюминиевая фольга должна контролироваться не только по обозначению сплава, но также по чистоте поверхности, остаткам масла, уровню точечных отверстий, прочности на разрыв, удлинению, качеству кромки и допуску по толщине. Эти свойства зачастую более важны для производительности производства аккумуляторов, чем просто химический состав номинального сплава.
Основные типы сплавов алюминиевой фольги для аккумуляторов
Алюминиевая фольга серии 1xxx для катодных токосъемников
Серия алюминиевых сплавов 1xxx является наиболее распространенным семейством материалов для изготовления катодной токосъемной фольги аккумуляторных батарей. Эти сплавы содержат высокое содержание алюминия, обычно более 99 процентов, что обеспечивает высокую электропроводность и надежность покрытия.
Распространенные сорта алюминиевой фольги для аккумуляторов 1xxx включают 1050, 1060, 1070, 1100, 1145 и 1235. Среди них алюминиевую фольгу 1060 и 1100 часто выбирают для катодных подложек обычных литий-ионных аккумуляторов. Окончательный выбор зависит от требуемой проводимости, прочности, удлинения, толщины фольги, метода нанесения покрытия и конструкции ячейки.
Наш 1100 Алюминиевая фольга может обрабатываться для применений, требующих сбалансированной проводимости, формуемости и стабильного качества прокатки. При производстве катодных токоприемников мы строго контролируем плоскостность, профиль толщины, поверхностное натяжение и количество остаточного масла для прокатки, чтобы обеспечить равномерное покрытие электродов.
| Сплав | Типичное содержание алюминия | Использование основной батареи | Ключевые характеристики | Общий характер |
|---|---|---|---|---|
| 1050 | 99,5 процента минимум | Общая катодно-коллекторная фольга | Хорошая проводимость и пластичность | О, Н14, Н18 |
| 1060 | 99,6 процента минимум | Токосъемник с литий-ионным катодом | Высокая проводимость и стабильная основа покрытия | О, Н14, Н18 |
| 1070 | 99,7 процента минимум | Электродная фольга с высокой проводимостью | Очень высокая чистота и электрические характеристики. | О, Н14, Н18 |
| 1100 | минимум 99,0 процентов | Катодная фольга и компоненты аккумулятора | Хорошая формуемость и механический баланс | О, Н14, Н18 |
| 1235 | 99,35 процента минимум | Тонкая фольга и ламинированные конструкции | Хорошая обрабатываемость и экономичная обработка. | О, Н14, Н18 |
Для большинства применений катодной фольги предпочтительны сплавы 1xxx, поскольку количество легирующих добавок ограничено. Это позволяет фольге сохранять высокую проводимость, оставаясь при этом пригодной для прокатки тонких листов. В зависимости от конструкции батареи типичная толщина катодного токосъемника колеблется от 10 до 20 микрон, при этом обычными характеристиками являются фольги толщиной 12, 15, 16 и 20 микрон.
Алюминиевая фольга 3003 для корпусов батарей и конструктивных элементов
Алюминиевая фольга 3003 содержит марганец в качестве основного легирующего элемента. Он обеспечивает более высокую прочность, чем алюминий серии 1xxx, сохраняя при этом хорошую коррозионную стойкость и формуемость. Однако ее электропроводность ниже, чем у марок алюминия высокой чистоты, поэтому фольга 3003, как правило, не является лучшим выбором для катодных токосъемников.
Вместо этого алюминиевая фольга 3003 больше подходит для корпусов аккумуляторов, ламинированных слоев пакетов, защитных конструкций, теплообменных узлов и формованных компонентов, где механическая прочность важнее максимальной электропроводности. Его также можно выбрать для конкретных конструкций аккумуляторных батарей, которые требуют более глубокой вытяжки или повышенной устойчивости к деформации.
Наш 3003 Алюминиевая фольга изготавливается с контролируемым составом и параметрами отпуска для применений, требующих надежного формования. При использовании в конструкциях, связанных с батареями, материал следует оценить на предмет радиуса изгиба, глубины формования, совместимости с обработкой поверхности и требований к соединению.
| Параметр | Фольга для батарей серии 1xxx | 3003 Алюминиевая фольга |
|---|---|---|
| Основная функция | Катодный коллектор тока | Корпус аккумулятора, упаковка, конструктивные детали |
| Электропроводность | Высокий | Умеренный |
| Механическая прочность | От низкого до среднего | Середина |
| Формируемость | Отличный | От хорошего до отличного |
| Типичная толщина | От 10 до 20 микрон для коллекторной фольги | Зависит от применения, часто толще |
| Предпочтительное использование батареи | Электродная подложка | Защитные и формованные компоненты |
Алюминиевая фольга серии 8xxx для упаковки и специализированных аккумуляторных конструкций
Серия 8xxx включает алюминиевые сплавы, такие как 8011, 8021 и 8079. Эти сплавы обычно используются в гибкой упаковке, конструкциях из ламинированной фольги и в приложениях, требующих хороших барьерных характеристик, гибкости и стойкости к проколу. При производстве аккумуляторов алюминиевая фольга 8xxx больше подходит для изготовления упаковки и пакетов, чем для токосъемников с активным катодом.
Например, фольгу 8021 и 8079 можно включать в многослойные пленки для аккумуляторных чехлов после ламинирования слоями полимера. Их роль заключается в обеспечении барьера для влаги и газа, защите элемента от внешнего загрязнения и поддержании целостности упаковки во время формирования и эксплуатации.
Использование фольги 8xxx в упаковке аккумуляторов требует пристального внимания к качеству поверхности. Отверстия, царапины, остатки масла и неравномерная толщина могут снизить защитные свойства или повлиять на адгезию ламината. Наша фабрика контролирует эти факторы посредством процедур прокатки, отжига, контроля и резки, адаптированных к производству тонкой фольги.
Алюминиевая фольга с углеродным покрытием для усовершенствованных электродов
Алюминиевая фольга с углеродным покрытием представляет собой усовершенствованный материал токосъемника аккумулятора, получаемый путем нанесения проводящего углеродного слоя на поверхность алюминиевой фольги. Алюминиевая базовая фольга обычно представляет собой сплав 1xxx, а углеродное покрытие разработано для улучшения электрического контакта между фольгой и активным материалом катода.
Для литий-железо-фосфатных катодов и некоторых конструкций мощных батарей алюминиевая фольга с углеродным покрытием может помочь снизить сопротивление интерфейса, улучшить адгезию покрытия и обеспечить более равномерное распределение тока. Это также может улучшить стабильность обработки электродов во время каландрирования и циклирования, в зависимости от системы активного материала и состава покрытия.
| Технический элемент | Типичные требования к алюминиевой фольге с углеродным покрытием |
|---|---|
| Базовый сплав | 1050, 1060, 1070, 1100 или эквивалентный алюминий высокой чистоты |
| Толщина базовой фольги | Обычно от 12 до 20 микрон. |
| Сторона с карбоновым покрытием | Односторонний или двусторонний |
| Толщина покрытия | Настраивается в соответствии с конструкцией электрода |
| Поверхностное сопротивление | Контролируется в соответствии со спецификацией заказчика |
| Адгезия покрытия | Подходит для нанесения жидкого покрытия и процессов каландрирования. |
| Состояние поверхности | Чистый, однородный, без видимых дефектов. |
При выборе алюминиевой фольги с углеродным покрытием клиенты должны оценить систему покрытия, а также химический состав катода, связующее, проводящую добавку, систему растворителей, вес покрытия и давление каландрирования. Углеродный слой, который хорошо работает с литий-железо-фосфатом, может потребовать адаптации для катодных материалов с высоким содержанием никеля или электродов с высокой нагрузкой.
Ключевые технические параметры аккумуляторной алюминиевой фольги
Аккумуляторная фольга должна быть указана в полном техническом пакете. Одной марки сплава недостаточно для стабильного производства электродов. Как производитель, мы рекомендуем определить следующие параметры до утверждения производства.
| Параметр | Важность в производстве аккумуляторов |
|---|---|
| Состав сплава | Определяет проводимость, прочность и коррозионное поведение. |
| Толщина фольги | Влияет на плотность энергии, сопротивление и способность покрытия. |
| Допуск по толщине | Поддерживает равномерную загрузку навозной жижи и стабильное каландрирование. |
| Предел прочности | Влияет на производительность резки, намотки и обработки. |
| Удлинение | Поддерживает деформацию без растрескивания во время обработки. |
| Шероховатость поверхности | Влияет на адгезию покрытия и однородность электрода. |
| Остатки прокатного масла | Должен контролироваться для предотвращения дефектов покрытия. |
| Уровень точечного отверстия | Важно для обеспечения целостности тонкой фольги и упаковки. |
| Краевой заусенец | Влияет на качество резки и безопасность сборки элементов. |
| Плоскостность катушки | Уменьшает морщины и нестабильность линии покрытия. |
Для стандартной литий-ионной катодной коллекторной фольги клиенты обычно требуют чистоты поверхности, низкого уровня остаточного масла, минимальных дефектов кромок, стабильных механических свойств и стабильных характеристик от катушки к катушке. Для производства ультратонкой фольги требуется более строгий контроль процесса, чтобы уменьшить ее поломку во время высокоскоростных операций нанесения покрытия и резки.
Как мы выбираем правильный сплав для каждого проекта батареи
Наши рекомендации по сплавам начинаются с функции компонентов батареи. Для катодных токосъемников мы обычно оцениваем 1060, 1070, 1100 или аналогичные марки алюминиевой фольги высокой чистоты. Для упаковки аккумуляторов и формованных структурных компонентов можно рассматривать модели 3003, 8011, 8021 или 8079 в соответствии с требованиями к прочности, гибкости и барьерности.
Затем мы проверяем требуемую заказчиком толщину фольги, ее состояние, ширину рулона, внутренний диаметр рулона, обработку поверхности, процесс нанесения покрытия и окончательный формат ячейки. В цилиндрических, призматических, карманных, автомобильных и стационарных аккумуляторах энергии может использоваться фольга с разными характеристиками, даже если химический состав катода аналогичен.
Аттестация материала должна включать пробное покрытие, испытание на адгезию, оценку каландрирования, характеристики резки и электрохимическую проверку, где это применимо. Такой подход помогает гарантировать, что выбранный сплав алюминиевой фольги обеспечивает как эффективность производства, так и стабильность готовой ячейки.
Заключение
Типы сплавов алюминиевой фольги для аккумуляторов можно разделить на несколько практических категорий. Алюминиевая фольга высокой чистоты серии 1xxx является основным выбором для катодных токосъемников литий-ионных аккумуляторов из-за ее проводимости и технологичности. Алюминиевая фольга 3003 лучше подходит для корпусов аккумуляторов и конструкций, где требуется более высокая прочность. Фольга серии 8xxx обычно применяется в гибкой упаковке аккумуляторов и ламинированных барьерных конструкциях, а алюминиевая фольга с углеродным покрытием представляет собой передовое решение для некоторых электродных систем.
Как аккумулятор из алюминиевой фольги Производитель, мы поставляем фольгу на основе сплавов с контролируемой толщиной, состоянием поверхности, закалкой и качеством рулона. Правильный выбор сплава в сочетании с контролем процесса с учетом специфики применения имеет важное значение для надежной работы электрода батареи и производительности упаковки.