Ffoil alwminiwm yw'r swbstrad metelaidd sengl a ddefnyddir fwyaf mewn batris ynni newydd, ac mae'r rheswm yn ffisegol yn hytrach na masnachol. Mae gan alwminiwm ddwysedd o tua 2.7 g / cm³, tua thraean dwysedd copr, tra bod ei ddargludedd trydanol yn cyrraedd tua 60% o'r safon copr anelio ryngwladol. Ar ben hynny, mae ffilm ocsid naturiol tenau yn ffurfio'n syth ar yr wyneb ac yn parhau i fod yn sefydlog yn erbyn y rhan fwyaf o electrolytau organig o fewn ffenestr potensial gweithio arferol catod. Y tri eiddo hynny, màs isel, dargludedd uchel a sefydlogrwydd electrocemegol, yw'r union beth sydd ei angen ar gasglwr cyfredol.
Lle mae Ffoil Alwminiwm yn eistedd y tu mewn i gell ynni newydd
Mae batri ynni newydd yn cael ei ymgynnull o bedair rhan swyddogaethol sylfaenol. Mae'r storfeydd electrod positif yn codi tâl, mae'r electrod negyddol yn rhyddhau tâl, mae'r electrolyte'n cludo ïonau rhwng y ddau, ac mae'r gwahanydd yn cadw'r electrodau yn gorfforol ar wahân. O amgylch y craidd hwn mae'r tai, y terfynellau a'r system rheoli batri. Y ffoil alwminiwm yw cludwr yr electrod positif: mae'r powdr gweithredol (deunydd teiran, ffosffad haearn lithiwm neu ocsid metel trosiannol sodiwm) wedi'i orchuddio ar ddwy wyneb y ffoil, wedi'i sychu a'i galendr, ac yna mae'r ffoil yn casglu'r electronau a gynhyrchir wrth eu rhyddhau ac yn eu danfon i'r tab.
Oherwydd bod y ffoil yn eistedd y tu ôl i'r deunydd gweithredol yn hytrach nag o'i flaen, nid yw'n cyfrannu unrhyw gynhwysedd ei hun, ac eto mae'n penderfynu pa mor gyfartal y mae cerrynt yn cael ei dynnu o'r cotio. Felly mae trwch unffurf, ymwrthedd arwyneb isel ac arwyneb glân, gwlybadwy yn ofynion swyddogaethol, nid hawliadau marchnata.
Defnydd Ffoil gan Gemeg Cell
Mae faint o ffoil y mae planhigyn batri yn ei ddefnyddio yn cael ei yrru gan gemeg, fformat celloedd a dwysedd egni. Mae arfer cyfrifo diwydiant yn defnyddio ffigur fesul gigawat awr:
| Cemeg cell | Ffoil alwminiwm fesul GWh | Cyfran cost ffoil o'r gell |
|---|---|---|
| Teiran (NCM / NCA) | 300 - 450 t | tua 1.5% - 2.0% |
| Ffosffad haearn lithiwm (LFP) | 400 - 600 t | ychydig uwchlaw teiran |
| Sodiwm-ion | 700 - 1,000 t | tua 5.0% |
Mae angen mwy o ffoil ar gelloedd LFP na chelloedd teiran oherwydd bod eu dwysedd ynni cyfeintiol yn is, felly mae'n rhaid gorchuddio ardal electrod fwy ar gyfer yr un egni sydd wedi'i storio, ac mae pob metr sgwâr o electrod yn cario ffoil ar ochr gyfredol y casglwr. Mae celloedd ïon sodiwm yn tynnu'r ffigwr i fyny'n sydyn am reswm gwahanol: nid yw sodiwm yn adweithio ag alwminiwm ar y potensial electrod negyddol, felly gall alwminiwm wasanaethu fel casglwr ar yr ochr bositif a'r ochr negyddol yn lle copr. Mae hynny'n dyblu cynnwys ffoil y gell ac yn codi ei chyfran o gost y gell i tua 5.0%.
Trwch a Dewis Aloi
Mae mesurydd yn cael ei ddewis yn bennaf yn ôl gofyniad pŵer a chan y broses cotio y mae'r cwsmer yn ei rhedeg. Mae ffoil teneuach yn lleihau màs celloedd a chost, ond mae hefyd yn cynyddu ymwrthedd trydanol ac yn gwneud y we yn anoddach ei gorchuddio heb wrinkling.
Celloedd defnyddwyr a 3C:yn gyffredinol 9 µm i 11 µm.
Celloedd storio pŵer ac ynni:yn gyffredinol 12 µm i 15 µm.
Dyluniadau cyfradd uchel arbennig:mae cyfran fach iawn o'r farchnad yn defnyddio ffoil dros 15 µm.
aloion nodweddiadol:Alwminiwm 1060, 1070 a 1235, wedi'i gyflenwi mewn tymer meddal (O) gydag arwyneb wedi'i rolio, wedi'i olchi gan olew.
Mae ffoil yn cael ei ddanfon ar ffurf coil a'i hollti i led y llinell cotio cwsmer. Cytunir diamedr y gofrestr, math craidd, rhyddid sbleis ac ansawdd ymyl gyda'r gwneuthurwr cell oherwydd gall burr sengl neu ymyl plygu rhwygo'r we cotio a stopio llinell am oriau.
Cyflwr Arwyneb: Gwlybedd, Flatness a Thyllau Pin
Mae slyri electrod yn bast gludiog, a gludir gan doddydd neu a gludir gan ddŵr, a bydd ond yn lledaenu'n gyfartal ar arwyneb sy'n gwlychu'n iawn. Mae olew treigl gweddilliol, llwch ocsid neu leithder adsorbed i gyd yn lleihau gwlybedd ac yn cynhyrchu smotiau noeth, tyllau pin yn y cotio ac adlyniad anwastad ar ôl sychu. Felly mae cyflenwyr yn graddio ffoil yn ôl gwlybedd, a gradd uchaf o A+ yw'r lefel derbyn arferol ar gyfer ffoil batri.
Rheolir tri pharamedr pellach ochr yn ochr. Rhaid i oddefgarwch trwch fod yn ddigon tynn fel nad yw'r bwlch cotio yn drifftio ar draws coil dau gilometr. Rhaid i gwastadrwydd fod yn ddigon da fel nad yw'r we yn hedfan trwy'r popty sychu, a fyddai'n achosi crychdonnau ymyl a streipiau cotio. Rhaid i gyfrif twll pin fod yn isel, oherwydd mae twll pin trwodd yn y casglwr presennol yn creu pwynt gwrthiant uchel a all hadu gwres lleol yn ystod codi tâl cyflym.
Sodiwm-Celloedd Ion a'r Symud i Electrodau Alwminiwm Deuol
Mae cemeg ïon sodiwm fel arfer wedi'i leoli ar gyfer storfa sefydlog, lle mae cost fesul cilowat awr a bywyd beicio yn fwy pwysig na dwysedd egni grafimetrig. Oherwydd y gall y ddau electrod fod yn alwminiwm, nid oes angen casglwr anod ffoil copr ar y gell mwyach. Mae hynny'n tynnu copr o'r bil deunyddiau yn gyfan gwbl ac yn dileu'r risg cyflenwad sy'n gysylltiedig ag ef, tra'n derbyn cell drymach. Ar gyfer gosodiad storio mae'r pwysau ychwanegol yn amherthnasol, ac mae'r dyluniad casglwr metel sengl symlach hefyd yn lleihau cymhlethdod ailgylchu, gan nad yw'r pecyn bellach yn cynnwys llif casglwr copr ac alwminiwm cymysg.
Pennu'r ffoil.Dylai manyleb gyflawn osod yr aloi a'r tymer, y trwch enwol a'r goddefgarwch, lled y coil a'r diamedr mewnol, yr eiddo mecanyddol ar ôl ei ddanfon, y radd gwlybedd, y cyfrif twll pin uchaf, y terfyn glendid arwyneb, a'r pecynnu sydd ei angen i gadw'r coil yn sych a heb ei ddifrodi wrth ei gludo. Pan fydd priodweddau mecanyddol yn cael eu galw allan, dylid nodi cryfder tynnol a gwerthoedd ehangiad ar y tymer a gyflenwir mewn gwirionedd, gan na ellir cymharu priodweddau a fesurir ar sampl labordy o dymer gwahanol. Dylai prynwyr hefyd gytuno ar y cynllun samplu ac ar y dull prawf a ddefnyddir ar gyfer pob paramedr cyn y llongau coil cyntaf, oherwydd bod gwlybedd a chanlyniadau twll pin yn dibynnu ar ddull.
FAQ
C: Pa drwch o ffoil alwminiwm sy'n cael ei ddefnyddio mewn batri lithiwm-ion?
Yn gyffredinol, mae celloedd defnyddwyr a 3C yn defnyddio ffoil 9 µm i 11 µm, tra bod celloedd storio pŵer ac ynni yn gyffredinol yn defnyddio 12 µm i 15 µm. Dim ond cyfran fach o ddyluniadau arbennig sy'n mynd uwchlaw 15 µm.
C: Pam mae batri ion sodiwm yn defnyddio cymaint mwy o ffoil alwminiwm?
Nid yw sodiwm yn adweithio ag alwminiwm ar y potensial anod, felly gellir defnyddio alwminiwm fel casglwr ar gyfer y ddau electrod. Mae defnydd yn codi i tua 700 - 1,000 t fesul GWh yn lle 300 - 450 t ar gyfer cell deiran.
C: Pa aloion alwminiwm sy'n cael eu defnyddio ar gyfer casglwyr cerrynt batri?
1060, 1070 a 1235 yw'r graddau cyffredin, a gyflenwir fel arfer mewn tymer O meddal gydag arwyneb wedi'i olchi gan olew. Mae dewis aloi yn cael ei yrru gan ddargludedd, ffurfadwyedd a lled y coil sydd ei angen ar y llinell gell.
C: Pa gyfran o gost celloedd y mae'r ffoil alwminiwm yn ei gynrychioli?
Mewn-celloedd ïon lithiwm mae'r ffoil yn cyfrif am tua 1.5% i 2.0% o'r gost. Mewn-celloedd ïon sodiwm, lle mae'r ddau electrod yn defnyddio alwminiwm, mae'r gyfran yn codi i tua 5.0%.
C: A oes angen gorchudd neu driniaeth arwyneb ar ffoil batri?
Ni roddir cotio mewn cynhyrchiad arferol. Y gofyniad yw arwyneb glân, heb olew gyda gradd gwlybedd o A+ felly mae'r slyri electrod yn gwlychu'n gyfartal, ynghyd â goddefgarwch trwch tynn, gwastadrwydd da a chyfrif twll pin isel.
C: Sut mae defnydd ffoil yn cael ei gyfrifo ar gyfer ffatri batri newydd?
Mae cynllunwyr yn lluosi'r capasiti blynyddol arfaethedig mewn GWh â'r defnydd fesul gigawat awr o'r cemeg a ddewiswyd, yna'n ychwanegu lwfans sgrap ar gyfer colledion cotio a hollti. Mae hynny'n rhoi'r tunelledd blynyddol i'w gontractio.
