ข้อกำหนดสำหรับอลูมิเนียมฟอยล์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอะไรบ้าง

อลูมิเนียมฟอยล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหมายถึงอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์ฟอยล์ที่ใช้เป็นตัวสะสมกระแสแคโทดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เมื่อใช้ร่วมกับวัสดุแคโทด เช่น ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP), ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LCO) และลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO) จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

อลูมิเนียมบริสุทธิ์หมายถึงโลหะที่มีเศษส่วนมวลอลูมิเนียมไม่น้อยกว่า 99.00% ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมหมายถึงโลหะผสมที่มีอลูมิเนียมเป็นหลักโดยมีเศษส่วนมวลอลูมิเนียมน้อยกว่า 99.00% อลูมิเนียมฟอยล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นผลิตภัณฑ์รีดที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีความหนาสม่ำเสมอตั้งแต่ 0.008 มม. ถึง 0.020 มม. ความกว้างไม่เกิน 1,600.0 มม. และโดยทั่วไปจำหน่ายเป็นม้วน

การใช้อลูมิเนียมฟอยล์หลักในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อลูมิเนียมฟอยล์ส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวสะสมกระแสแคโทด

โครงสร้างแบตเตอรี่ทั่วไปมีดังนี้:

วัสดุที่ใช้งานแคโทด→สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า→สารยึดเกาะ→ตัวสะสมกระแสอลูมิเนียมฟอยล์→ตัวแยก→ขั้วบวก→ตัวสะสมกระแสฟอยล์ทองแดง

หน้าที่หลักของอลูมิเนียมฟอยล์ ได้แก่ :

1. รวบรวมอิเล็กตรอนจากแคโทด

ในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน วัสดุออกฤทธิ์ที่เป็นแคโทดจะสร้างหรือรับอิเล็กตรอน อลูมิเนียมฟอยล์รวบรวมและถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังวงจรภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มประสิทธิภาพการประจุและคายประจุแบตเตอรี่

2. รองรับการเคลือบแคโทด

สารละลายแคโทดจะต้องเคลือบบนพื้นผิวอลูมิเนียมฟอยล์อย่างสม่ำเสมอ ดังนั้นฟอยล์จึงต้องมีการยึดเกาะพื้นผิวที่ดีเพื่อป้องกันไม่ให้สารเคลือบอิเล็กโทรดหลุดลอก

3. การปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่

อลูมิเนียมฟอยล์คุณภาพสูงช่วยลดข้อบกพร่อง เช่น รูเข็ม รอยแตกร้าว และสิ่งสกปรก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการลัดวงจรภายในและการหนีความร้อน

อลูมิเนียมฟอยล์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

ในปัจจุบันอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปใช้อลูมิเนียมฟอยล์รีดเป็นตัวสะสมกระแสแคโทด เกรดโลหะผสมทั่วไปประกอบด้วยเกรดอะลูมิเนียมซีรีส์ 1000 เช่น 1060, 1050, 1145 และ 1235 ซึ่งมีการอบชุบแข็ง โดยเฉพาะ H18 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โลหะผสมเหล่านี้มีปริมาณอลูมิเนียมสูง มีความบริสุทธิ์เกิน 99.00%

ในหมู่พวกเขาอลูมิเนียมฟอยล์ 1235ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับตัวสะสมกระแสไฟฟ้าแคโทดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเนื่องจากมีความบริสุทธิ์สูง การนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดี และมีเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์ต่ำ

อลูมิเนียมฟอยล์ 1070 และ 1060 มีปริมาณอลูมิเนียมสูง โดยทั่วไป ≥99.6% และมีค่าการนำไฟฟ้าสูง เหมาะสำหรับการใช้งานแบตเตอรี่พลังงานที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ต้องการ

ตามกระบวนการผลิตและโครงสร้างวัสดุ อลูมิเนียมฟอยล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถแบ่งได้เป็น:

• อลูมิเนียมฟอยล์เปลือย

• อลูมิเนียมฟอยล์เคลือบ

• อลูมิเนียมฟอยล์คอมโพสิต

อลูมิเนียมฟอยล์เคลือบคาร์บอนผลิตโดยการนำชั้นคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าไปใช้กับพื้นผิวอลูมิเนียมฟอยล์ สามารถลดความต้านทานภายในแบตเตอรี่ได้อย่างมาก ปรับปรุงการสัมผัสระหว่างวัสดุออกฤทธิ์และฟอยล์ และเพิ่มการนำกระแสไฟฟ้าภายในอิเล็กโทรด เป็นผลให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอัตราแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ อายุการใช้งานของวงจร และประสิทธิภาพในการจัดเก็บ

ในทางกลับกัน ตัวสะสมกระแสไฟฟ้าแบบคอมโพสิตจะใช้ฟิล์มโพลีเมอร์เป็นสารตั้งต้นและผลิตผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การทำให้เป็นโลหะแบบสุญญากาศ มีข้อดีที่เป็นไปได้คือมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีความปลอดภัยที่ดีขึ้น

ข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่อลูมิเนียมฟอยล์

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของอลูมิเนียมฟอยล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ค่าการนำไฟฟ้าสูง

อลูมิเนียมฟอยล์สำหรับแบตเตอรี่ผลิตจากอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม สามารถลดความต้านทานภายในแบตเตอรี่และปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุ

มีความแข็งแรงสูงและการยืดตัวที่ดี

ให้คุณสมบัติทางกลที่ดีและมีโอกาสแตกหักน้อยในระหว่างกระบวนการเคลือบ ปฏิทิน และกระบวนการตัดด้วยความเร็วสูง ช่วยเพิ่มเสถียรภาพในการผลิต

ขนาดบางเฉียบและมีความแม่นยำสูง

ด้วยความหนาที่สม่ำเสมอและความแม่นยำของมิติสูง อลูมิเนียมฟอยล์จึงสามารถลดน้ำหนักของแบตเตอรี่และเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณภาพพื้นผิวที่ดีเยี่ยม

พื้นผิวที่สะอาดและเรียบช่วยเพิ่มการยึดเกาะของสารเคลือบแคโทด ปรับปรุงความสม่ำเสมอของอิเล็กโทรดและประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่

ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

อลูมิเนียมฟอยล์ของแบตเตอรี่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมอิเล็กโทรไลต์ภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงมั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงในระหว่างการปั่นจักรยานในระยะยาว

ความสามารถในการแปรรูปที่ดี

มีความเข้ากันได้ของการกลิ้ง การปั๊ม และการเคลือบที่ยอดเยี่ยม ตรงตามข้อกำหนดการผลิตจำนวนมากของแบตเตอรี่สำรองพลังงาน แบตเตอรี่สำรองพลังงาน และการใช้งานแบตเตอรี่ขั้นสูงอื่นๆ

ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือสูง

การควบคุมรูเข็ม สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องของพื้นผิวอย่างเข้มงวด ช่วยลดความเสี่ยงของการลัดวงจรภายในและปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่

ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับอลูมิเนียมฟอยล์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

1. ขนาดและความหนา

เทรนด์สู่ฟอยล์บางเฉียบ

อลูมิเนียมฟอยล์แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมโดยทั่วไปมีความหนา12μmถึง15μm ด้วยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการรีด การใช้งานแบตเตอรี่พลังงานหลักและแบตเตอรี่เก็บพลังงานได้นำอลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบมาใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วง 9μm ถึง 10μm ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางรายการเข้าใกล้ขีดจำกัด8μmด้วยซ้ำ

ข้อกำหนดความทนทานต่อความหนาที่แน่นมาก

เมื่อฟอยล์บางลง ความสม่ำเสมอของความหนาจึงมีความสำคัญมากขึ้น โดยทั่วไป จำเป็นต้องควบคุมค่าเบี่ยงเบนความหนาทั่วทั้งแถบเดียวกันภายใน ±4%

หากความหนาไม่สอดคล้องกัน ความหนาของสารละลายที่เคลือบจะแตกต่างกันไป ซึ่งอาจทำให้เกิดโหลดเกินในปัจจุบัน ความเค้นทางกลไม่สม่ำเสมอ และอายุการใช้งานและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก

2. คุณสมบัติทางกล

การผลิตอิเล็กโทรดแบตเตอรี่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหลายอย่าง รวมถึงการเคลือบด้วยความเร็วสูง การทำแห้งด้วยอุณหภูมิสูง ปฏิทินแรงดันสูง และการตัดซ้ำ กระบวนการเหล่านี้ต้องใช้อลูมิเนียมฟอยล์เพื่อให้มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม

ความต้านทานแรงดึงสูง

เนื่องจากความหนาแน่นของการบดอัดอิเล็กโทรดยังคงเพิ่มขึ้น กระบวนการวางปฏิทินจะทำให้เกิดความเครียดอย่างมากกับอลูมิเนียมฟอยล์ มาตรฐานอุตสาหกรรมและผู้ผลิตเซลล์แบตเตอรี่ชั้นนำโดยทั่วไปกำหนดให้อลูมิเนียมฟอยล์ของแบตเตอรี่มีความต้านทานแรงดึงประมาณ 180 MPa ถึง 200 MPa หรือสูงกว่า

อลูมิเนียมฟอยล์ที่มีความแข็งแรงสูงบางเฉียบบางชนิดอาจต้องใช้ความต้านทานแรงดึงที่ 270 MPa ถึง 280 MPa เพื่อป้องกันการแตกหักของแถบในระหว่างการจัดปฏิทินและการตึงด้วยความเร็วสูง

การยืดตัวที่เหมาะสม

หากอลูมิเนียมฟอยล์แข็งหรือเปราะเกินไป อาจแตกหรือแตกหักได้ในระหว่างการดัดหรือม้วน ดังนั้น โดยทั่วไปการยืดตัวจะต้องอยู่ที่ประมาณ 1.5% ถึง 3.0% เพื่อให้มั่นใจถึงความยืดหยุ่นที่เพียงพอในระหว่างกระบวนการประกอบเซลล์ เช่น การพันหรือการเรียงซ้อน

3. คุณภาพพื้นผิว

ความสะอาดพื้นผิว

พื้นผิวอลูมิเนียมฟอยล์ควรมีสีสม่ำเสมอ มีความสะอาดสูง และความเรียบดี ควรปราศจากรอยม้วน รูพรุน รูเข็ม รอยสึกกร่อน ริ้วรอย รอยด่าง เส้นสว่าง และข้อบกพร่องการหมุนอื่นๆ ที่เห็นได้ชัดเจน

ไม่ควรมีการเปลี่ยนแปลงสีที่เห็นได้ชัดเจน การปนเปื้อนของน้ำมัน กลิ่นน้ำมันรุนแรง หรือคราบน้ำมันที่มองเห็นได้ ข้อกำหนดสำหรับอนุภาคแปลกปลอม รวมถึงผงอะลูมิเนียมและผงเหล็ก เข้มงวดเป็นพิเศษ โดยทั่วไปควบคุมที่ ≤50 มก. ต่อ 300,000 ตารางเมตร

โดยทั่วไปการผลิตจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อที่มีมาตรฐานสูง

การควบคุมรูเข็ม

รูเข็มเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องที่สำคัญที่สุดในอลูมิเนียมฟอยล์ โดยทั่วไปแล้วฟอยล์แบตเตอรี่กำลังสูงจะต้องมีรูเข็มไม่เกิน 0.7 ต่อตารางเมตร ผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมียมบางอย่างอาจต้องใช้รูเข็มเป็นศูนย์ต่อตารางเมตรด้วยซ้ำ

สำหรับผู้ผลิตขั้นสูงบางราย จำนวนรูเข็มที่น้อยกว่า 0.3 รูต่อตารางเมตรถือเป็นระดับการควบคุมเป้าหมายอยู่แล้ว

ความสามารถในการเปียกของพื้นผิว: ค่า Dyne

เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเคลือบ โดยทั่วไปค่าไดน์ของพื้นผิวอลูมิเนียมฟอยล์จะต้องไม่ต่ำกว่า 32 ไดน์ ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางรายการต้องการค่า 34 ไดน์หรือ 36 ไดน์ด้วยซ้ำ

ค่าไดน์บ่งบอกถึงความสามารถในการเปียกของพื้นผิวและการยึดเกาะของอลูมิเนียมฟอยล์ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเคลือบ การเคลือบ และกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้อง

ข้อจำกัดของบ่อ

พื้นผิวฟอยล์ไม่ควรมีรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 มม. หลุมที่มีขนาดระหว่าง 0.5 มม. ถึง 1 มม. ควรจำกัดให้น้อยกว่าสามอันต่อตารางเมตร และหลุมที่มีขนาดประมาณ 0.5 มม. จะต้องไม่ปรากฏในกระจุกที่มีความเข้มข้น

ข้อแตกต่างในข้อกำหนดอลูมิเนียมฟอยล์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทต่างๆ