Là nhà sản xuất lá nhôm cho các ứng dụng pin lithium-ion, chúng tôi sản xuất lá nhôm thu dòng điện cực âm để đáp ứng các yêu cầu về độ dày, độ phẳng, bề mặt và đặc tính cơ học được kiểm soát. Độ dày tiêu chuẩn của lá nhôm làm cực âm của pin thường được áp dụng 12 đến 20 micron , với 15 micron và 16 micron trong số các máy đo được chỉ định rộng rãi nhất cho pin lithium-ion thông thường.
Độ dày thích hợp không được xác định bởi một quy tắc ngành duy nhất. Nó phụ thuộc vào thành phần hóa học của pin, thiết kế tế bào, tải điện cực, phương pháp phủ, mục tiêu mật độ năng lượng và khả năng xử lý tiếp theo. Do đó, chúng tôi sản xuất lá nhôm cực âm pin theo thông số kỹ thuật của khách hàng, bao gồm dung sai máy đo, hợp kim, nhiệt độ, hình dạng cuộn dây, xử lý bề mặt và các yêu cầu về độ sạch.
Lá nhôm Cathode pin là gì?
Lá nhôm cực âm của pin là bộ thu dòng kim loại được sử dụng trên điện cực dương của pin lithium-ion. Trong quá trình sản xuất điện cực, hỗn hợp vật liệu hoạt tính cực âm được phủ lên một hoặc cả hai mặt của lá nhôm. Sau khi sấy khô, cán lịch, rạch và lắp ráp tế bào, giấy bạc cung cấp đường dẫn điện hiệu quả giữa lớp phủ cực âm và hệ thống tab pin.
Nhôm được chọn cho phía cực âm vì nó có tính dẫn điện tốt, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn trong điện thế hoạt động của cực âm thông thường và khả năng xử lý đáng tin cậy. Không giống như lá đồng thường được sử dụng làm cực dương, lá nhôm ổn định cho các hệ thống catốt thông thường như LFP, NMC, NCA, LCO và LMFP trong khoảng điện áp dự định của chúng.
Quy trình sản xuất của chúng tôi tập trung vào các đặc tính ảnh hưởng đến tính đồng nhất của lớp phủ điện cực và tính nhất quán của tế bào: độ dày ổn định, rủi ro lỗ kim thấp, trạng thái kéo được kiểm soát, điều kiện bề mặt sạch và cuộn dây đồng đều.
Ưu điểm về hiệu suất của lá nhôm dùng pin
1. Độ dẫn điện tuyệt vời: Thu thập và dẫn dòng điện hiệu quả, đảm bảo hiệu suất phóng điện cao; độ dẫn điện của nó đạt khoảng 62% IACS (Tiêu chuẩn đồng ủ quốc tế).
2. Độ ổn định hóa học và khả năng chống ăn mòn vượt trội: Hình thành lớp thụ động oxit nhôm (Al₂O₃) dày đặc trên bề mặt, mang lại khả năng chống oxy hóa và ăn mòn chất điện phân trong môi trường cực âm có điện thế cao, từ đó đảm bảo chu trình ổn định lâu dài.
3. Nhẹ, tăng cường mật độ năng lượng: Mật độ của nó (2,7 g/cm³) thấp hơn đáng kể so với đồng (8,9 g/cm³), giúp giảm trọng lượng pin và tăng mật độ năng lượng.
4. Tính chất cơ học và khả năng xử lý tốt: Có độ bền kéo và độ giãn dài cao; độ dẻo tuyệt vời của nó cho phép nó chịu được ứng suất giãn nở trong quá trình xử lý và đạp xe, đồng thời nó dễ dàng được cuộn thành các lá siêu mỏng (12–20 μm hoặc mỏng hơn).
5. Hiệu quả chi phí cao: Chi phí thấp hơn so với các kim loại như bạc hoặc vàng, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng quy mô lớn.
6. Độ bám dính và thấm ướt bề mặt tuyệt vời: Đặc điểm bề mặt đảm bảo độ bám dính mạnh mẽ với bùn vật liệu hoạt động cực âm, ngăn chặn hiệu quả sự phân tách vật liệu hoặc đổ bột.
7. Độ ổn định nhiệt tốt: Độ dẫn nhiệt cao hỗ trợ tản nhiệt và giảm nguy cơ thoát nhiệt, trong khi hiệu suất vẫn ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng.
8. Khả năng hàn tốt: Tạo điều kiện hình thành các kết nối ổn định với điện trở tiếp xúc thấp trong quá trình lắp ráp pin.
Phạm vi độ dày tiêu chuẩn cho lá nhôm Cathode pin
Đối với hầu hết các cực âm của pin lithium-ion có thể sạc lại thương mại, độ dày lá nhôm tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 12 đến 20 micron. Việc lựa chọn máy đo phải cân bằng giữa mật độ năng lượng với độ tin cậy cơ học và hiệu suất của dây chuyền phủ.
| Yêu cầu ứng dụng hoặc di động | Độ dày lá thông thường | Cân nhắc điển hình |
|---|---|---|
| Túi và tế bào hình trụ có mật độ năng lượng cao | 12-15 micron | Giảm trọng lượng vật liệu không hoạt động và hỗ trợ mật độ năng lượng trọng lượng cao hơn |
| Cực âm pin lithium-ion chung | 15-16 micron | Cung cấp sự cân bằng thực tế về độ bền, độ dẫn điện và độ ổn định của quy trình |
| Pin điện và thiết kế điện cực chắc chắn | 16-20 micron | Cung cấp sức mạnh xử lý lớn hơn và khả năng chống lại thiệt hại xử lý |
| Lớp phủ cực âm dày hoặc điện cực tải cao | 18-20 micron | Hỗ trợ trọng lượng lớp phủ và giảm nguy cơ biến dạng giấy bạc |
| Chất nền lá nhôm phủ carbon | 12-20 micron | Lá nền được lựa chọn theo quy trình thiết kế và phủ điện cực |
Trong số các lựa chọn này, Lá nhôm pin 15 micron được sử dụng rộng rãi khi các nhà sản xuất yêu cầu giảm khối lượng bộ thu trong khi vẫn duy trì hiệu suất phủ và rạch tốt. Lá nhôm 16 micron cũng là thông số kỹ thuật thường xuyên dành cho các ứng dụng cần độ ổn định cơ học cao hơn một chút trong quá trình xử lý cuộn.
Các thước đo siêu mỏng dưới 12 micron có thể được sử dụng trong các thiết kế chuyên dụng đòi hỏi năng lượng cao, nhưng chúng yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn các lỗ kim, độ căng, chất lượng cạnh và khả năng xử lý. Máy đo dày hơn trên 20 micron có thể phù hợp với các cấu trúc điện cực công nghiệp, công suất cao hoặc thử nghiệm được lựa chọn, mặc dù chúng làm tăng hàm lượng vật liệu không hoạt động trong tế bào.
Thông số kỹ thuật được đề xuất
Chỉ riêng độ dày không xác định được sự phù hợp của lá nhôm thu dòng. Tại nhà máy của chúng tôi, lá pin được sản xuất và kiểm tra như một gói kỹ thuật hoàn chỉnh. Các giá trị sau đây đại diện cho phạm vi tham chiếu chung. Các giá trị cuối cùng phải được xác nhận dựa trên quy trình thiết kế pin và điện cực của người mua.
| tham số | Phạm vi đặc điểm kỹ thuật điển hình | Tầm quan trọng của việc xử lý Cathode |
|---|---|---|
| hợp kim | 1235, 1100, 1070, 1060 | Xác định độ tinh khiết, độ dẫn điện, khả năng định dạng và phản ứng cơ học |
| độ dày | 12-20 micron | Ảnh hưởng đến mật độ năng lượng, cường độ xử lý và điện trở điện cực |
| Độ dày phổ biến | 15 hoặc 16 micron | Lựa chọn tiêu chuẩn cho nhiều thiết kế cực âm lithium-ion |
| Dung sai độ dày | Thông thường trong khoảng +/- 3% đến +/- 5% | Hỗ trợ trọng lượng lớp phủ đồng đều và chất lượng điện cực ổn định |
| tính khí | H18, H19 hoặc do khách hàng xác định | Ảnh hưởng đến độ bền kéo, độ giãn dài và khả năng chống nhăn |
| Độ bền kéo | Khoảng 120-220 MPa | Phải phù hợp với các hoạt động phủ, cán lịch, rạch và cuộn dây |
| Độ giãn dài | Khoảng 1,0%-4,0% | Giúp ngăn ngừa hiện tượng rách trong quá trình xử lý tốc độ cao |
| Chiều rộng | Thông thường 200-1.500 mm | Lựa chọn theo thiết bị phủ và rạch |
| Tình trạng bề mặt | Sạch sẽ, kiểm soát dầu, đồng đều | Thúc đẩy độ bám dính và bề mặt lớp phủ phù hợp |
| Kiểm soát lỗ kim | Tuân theo độ dày đã thỏa thuận và tiêu chuẩn kiểm tra | Cần thiết cho độ tin cậy điện và tính liên tục của lớp phủ |
| Đường kính bên trong cuộn dây | 150 mm, 300 mm, 400 mm hoặc tùy chỉnh | Phải phù hợp với thiết bị tháo gỡ của khách hàng |
Đối với những khách hàng yêu cầu nguồn thu gom có độ tinh khiết cao thông thường, chúng tôi Lá nhôm 1235 có thể được sản xuất theo yêu cầu về độ dày và cuộn dây theo định hướng pin. Chúng tôi cũng cung cấp hỗ trợ lựa chọn hợp kim trong trường hợp cần điều chỉnh độ dẫn điện, độ bền kéo hoặc phản ứng bề mặt.
Tại sao lá 15 Micron và 16 Micron lại phổ biến
Việc sử dụng rộng rãi lá nhôm 15 micron và 16 micron cho cực âm của pin là kết quả của sự cân bằng giữa các yêu cầu cạnh tranh của chúng. Lá mỏng hơn giúp giảm trọng lượng của các thành phần pin không hoạt động, từ đó có thể cải thiện mật độ năng lượng trọng lượng ở cấp độ tế bào. Tuy nhiên, việc giảm độ dày cũng làm giảm độ cứng và tăng độ nhạy của lá nhôm trong việc xử lý các khuyết tật, biến đổi lực căng, hư hỏng cạnh và lỗ kim.
Ở kích thước 15-16 micron, lá thu dòng bằng nhôm thường cung cấp đủ độ bền cho lớp phủ, sấy khô, cán lịch, rạch, sấy chân không và cuộn dây hoặc xếp chồng. Những độ dày này cũng có thể hỗ trợ các trọng lượng lớp phủ cực âm thông thường mà không bị biến dạng quá mức khi các điều kiện xử lý được kiểm soát hợp lý.
Lựa chọn cuối cùng nên xem xét độ dày và mật độ lớp phủ điện cực. Cực âm tải cao có thể gây áp lực lớn hơn lên lá thu, đặc biệt là trong quá trình lập lịch. Trong những trường hợp như vậy, giấy bạc 16-20 micron có thể mang lại thời gian sản xuất ổn định hơn so với loại mỏng hơn. Ngược lại, một tế bào được thiết kế để có mật độ năng lượng tối đa có thể chỉ định 12-15 micron, với sự kiểm soát chặt chẽ hơn về chất lượng lá kim loại và độ căng của quy trình tiếp theo.
Lựa chọn hợp kim cho bộ thu dòng Cathode
Hợp kim nhôm có độ tinh khiết cao thường được ưa chuộng làm lá nhôm cực âm của pin vì chúng mang lại độ dẫn điện ổn định và hiệu suất lăn phù hợp. Các hợp kim được yêu cầu phổ biến nhất bao gồm 1235 và 1100, trong khi 1060 và 1070 cũng có thể được sử dụng tùy thuộc vào thông số kỹ thuật.
| hợp kim | Đặc điểm tiêu biểu | Sử dụng lá pin thích hợp |
|---|---|---|
| 1235 | Hàm lượng nhôm cao, độ dẫn điện tốt, hiệu suất lăn tuyệt vời | Được sử dụng rộng rãi cho lá thu dòng cực âm lithium-ion |
| 1100 | Độ dẫn điện tốt, khả năng định dạng và tính sẵn có ổn định trong công nghiệp | Thích hợp cho bộ thu cực âm và chất nền lá phủ |
| 1060 | Độ tinh khiết cao và tính chất điện tốt | Được sử dụng khi yêu cầu thông số kỹ thuật có độ tinh khiết cao hơn |
| 1070 | Hàm lượng nhôm và độ dẫn điện rất cao | Thích hợp cho các ứng dụng pin có độ tinh khiết cao được chọn |
Lựa chọn hợp kim phải được đánh giá cùng với nhiệt độ và độ dày. Ví dụ, một lá kim loại có thành phần hóa học phù hợp nhưng độ bền kéo không đủ có thể bị nhăn hoặc rách trong quá trình phủ tốc độ cao. Tương tự, độ cứng quá mức có thể làm giảm dung sai quy trình trong các ứng dụng liên quan đến các điều kiện cuộn dây hoặc xếp chồng đòi hỏi khắt khe.
Lựa chọn độ dày và lá nhôm phủ carbon
Lá nhôm phủ carbon là một bộ thu dòng điện cực âm được thiết kế trong đó lớp carbon dẫn điện được áp dụng cho một hoặc cả hai mặt của đế nhôm. Lớp phủ có thể cải thiện sự tiếp xúc giữa lớp vật liệu hoạt động và bộ thu, giảm điện trở bề mặt và hỗ trợ hiệu suất điện cực đồng đều hơn trong các hệ thống pin được chọn.
Đối với lá nhôm phủ carbon, độ dày lá cơ bản thường nằm trong phạm vi 12-20 micron. Tuy nhiên, tổng độ dày phải tính đến lớp phủ carbon. Người mua nên xác định rõ ràng liệu thước đo được yêu cầu đề cập đến chất nền nhôm trần hay sản phẩm được phủ carbon thành phẩm.
| Loại sản phẩm | Định nghĩa độ dày | Điểm kiểm soát sản xuất |
|---|---|---|
| Lá nhôm pin trần | Độ dày bề mặt nhôm chỉ | Đo tính đồng nhất trên chiều rộng và chiều dài cuộn dây |
| Giấy bạc phủ carbon một mặt | Lá nền cộng với một lớp phủ | Trọng lượng lớp phủ, độ bám dính và độ bền bề mặt |
| Giấy bạc phủ carbon hai mặt | Lá nền cộng với lớp phủ ở cả hai mặt | Tổng độ dày, độ đồng đều của lớp phủ và chất lượng cuộn dây |
Trong quá trình sản xuất và chuyển đổi, chúng tôi xác nhận máy đo lá nền trước khi phủ bề mặt và xác minh độ dày thành phẩm sau khi phủ. Sự khác biệt này rất quan trọng vì thiết kế điện cực dựa trên chất nền 15 micron có thể có độ dày hoàn thiện cao hơn sau khi phủ lớp dẫn điện.
Kiểm soát sản xuất ảnh hưởng đến tính nhất quán của độ dày
Việc sản xuất điện cực pin đáng tin cậy đòi hỏi nhiều hơn độ dày lá danh nghĩa. Chúng tôi kiểm soát giấy bạc thông qua các công đoạn cán, ủ, rạch, kiểm tra và đóng gói để duy trì chất lượng ổn định từ đầu đến cuối mỗi cuộn.
Kiểm soát sản xuất chính bao gồm:
Đo độ dày trực tuyến trong quá trình cán để theo dõi sự thay đổi của máy đo.
Kiểm soát lực lăn và lực căng để duy trì sự phân bổ độ dày theo chiều ngang và chiều dọc ổn định.
Kiểm soát quá trình ủ để đạt được nhiệt độ cần thiết và loại bỏ dầu cán còn sót lại.
Kiểm tra độ sạch bề mặt để giảm thiểu ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến việc làm ướt hoặc bám dính bùn.
Kiểm soát rạch để tạo ra các cạnh mịn với sự hình thành gờ hạn chế.
Kiểm tra cuộn dây cuộn dây để giảm hiện tượng co giãn, cuộn dây lỏng lẻo, hư hỏng cạnh và độ căng bất thường.
Kiểm tra lấy mẫu về độ dày, tính chất cơ học, tình trạng bề mặt và sự phù hợp về kích thước.
Đối với các nhà sản xuất pin, dung sai độ dày hẹp giúp ổn định trọng lượng lớp phủ. Nếu độ dày lá thay đổi quá mức, tổng độ dày của điện cực và tải vật liệu hoạt động có thể thay đổi, ảnh hưởng đến tính nhất quán của công suất và hiệu suất lắp ráp tế bào. Do đó, chúng tôi điều chỉnh kế hoạch kiểm tra của mình cho phù hợp với giới hạn dung sai của khách hàng và các yêu cầu quan trọng về chất lượng.
Cách chỉ định lá nhôm Cathode của pin
Khi gửi yêu cầu đến nhà máy của chúng tôi, người mua nên cung cấp thông số kỹ thuật đầy đủ thay vì chỉ nêu rõ độ dày yêu cầu. Điều này cho phép chúng tôi đề xuất cấu hình có thể sản xuất được và chuẩn bị báo giá và kế hoạch sản xuất nhất quán.
Thông số kỹ thuật được đề xuất nên bao gồm:
Hợp kim, chẳng hạn như 1235 hoặc 1100.
Độ dày lá và dung sai cho phép.
Yêu cầu về nhiệt độ hoặc độ bền kéo tối thiểu.
Chiều rộng lá và dung sai chiều rộng.
Trọng lượng cuộn, đường kính ngoài và đường kính trong.
Yêu cầu về giấy bạc trần hoặc giấy nhôm phủ carbon.
Yêu cầu phủ một mặt hoặc hai mặt, nếu có.
Yêu cầu về độ sạch, độ ẩm, độ nhám hoặc độ bám dính bề mặt.
Các tiêu chuẩn về lỗ kim, gờ cạnh và kiểm tra trực quan.
Điều kiện đóng gói chống ẩm và vận chuyển xuất khẩu.
Danh mục Sản phẩm của chúng tôi bao gồm các vật liệu lá nhôm dùng cho gia công công nghiệp và chúng tôi có thể phát triển các thông số kỹ thuật của lá cathode pin theo thiết bị điện cực và thiết kế pin của khách hàng.
Kết luận
Độ dày tiêu chuẩn của lá nhôm dùng làm cực âm của pin thường là 12-20 micron , trong khi Lá nhôm 15 micron và 16 micron là những lựa chọn phổ biến nhất để sản xuất pin lithium-ion chính thống. Máy đo tối ưu phụ thuộc vào mật độ năng lượng mục tiêu, tải cực âm, định dạng tế bào, phương pháp phủ và độ tin cậy xử lý cần thiết.
Là nhà sản xuất lá nhôm dành cho pin, chúng tôi khuyên bạn nên chọn độ dày cùng với hợp kim, nhiệt độ, dung sai, tình trạng bề mặt và cấu hình cuộn dây. Lá thu dòng bằng nhôm được chỉ định phù hợp hỗ trợ lớp phủ cực âm ổn định, lắp ráp tế bào hiệu quả và hiệu suất pin ổn định qua các lô sản xuất.