Ultratenká pěnová fólie dělá budoucnost sodíkových/lithných baterií bez záporné elektrody

Po stovkách inteligentních a řízených výzkumů a vývoje metodou pokusů a omylů jsme úspěšně začali vyrábět ultra-tenkou pěnovou mikroporézní měděnou fólii (10-20 μm, poréznost 90 %) a ultra-tenkou pěnovou mikroporézní hliníkovou fólii (15–30 μm, poréznost 85 %) pro dodávku vzorků. Tento produkt se svými rušivými strukturálními vlastnostmi okamžitě po svém uvedení na trh obdržel zakázky na nákup a testování od předních výrobců baterií, což naznačuje, že může hrát klíčovou roli v příští generaci technologie baterií, zejména v nejmodernější oblasti „sodných/lithných baterií s menším počtem záporných elektrod/samogenerovaných záporných elektrod“.

Tradiční kolektory proudu (hliníková fólie kladné elektrody, měděná fólie záporné elektrody) jsou husté kovové fólie, jejichž hlavní funkcí je shromažďovat a vést elektrony. Pěnovou mikroporézní fólii lze chápat jako kolektor typu „tří-rozměrná porézní vodivá kostra“.

Jeho hlavní výhody spočívají v:

1. Ultra vysoká poréznost (85% -90%): znamená, že naprostá většina jeho objemu je prázdná, poskytuje obrovský prostor a kapacitu pro plnění účinných látek.

2. Ultra tenké a pevné: při zachování extrémně tenké tloušťky může její trojrozměrná struktura v kombinaci s vodivým mikronátěrovým lepidlem s vysokým prodloužením při přetržení překonat mechanickou pevnost a flexibilitu tradičních fóliových materiálů.

3. Obrovský specifický povrch: v kombinaci s uspořádanou a hvězdicovou pěnou vytváří trojrozměrná síťová struktura mnohem větší povrch než dvourozměrná rovinná fólie, čímž se snižuje kontaktní impedance a proudová hustota.

4. Vhodná velikost pórů a rozsah rozestupů: Tyto charakteristiky řeší hlavní problémy současné technologie baterií „málo záporných elektrod/samogenerovaných záporných elektrod“ při nízkých nákladech při současné ultra{1}}vysoké hustotě energie. Může zajistit kapacitu, výkon a životnost baterie bez potřeby stávající sodíkové baterie z tvrdého uhlíku a lithiové baterie s grafitem.

Technologie "méně záporné elektrody" má za cíl výrazně snížit použití materiálů záporných elektrod před lithiací/predodiací; "Vlastně generovaná záporná elektroda" je radikálnější, obvykle sestavená bez záporné elektrody nebo pouze s velmi tenkou speciální vrstvou semen. Kovové ionty se získají z kladné elektrody během prvního nabití a vrstva záporné elektrody se „samogeneruje“ na kolektoru proudu záporné elektrody. Pěnová fólie poskytuje pro tyto dvě technologie ideální anodový „základ“.

1. Sodíková iontová baterie: důmyslná aplikace pěnové hliníkové fólie

Tradičně hliník a sodík podléhají legovacím reakcím při nízkých potenciálech, takže měděná fólie se běžně používá jako sběrač proudu pro sodíkové záporné elektrody. Ačkoli speciální vrstva semen a vodivá uhlíková povlaková vrstva mohou tento problém částečně vyřešit, vznik pěnové hliníkové fólie otevřel novou myšlenku na konstrukci sodíkové záporné elektrody.

1.1 Jako hostitel „samogenerované záporné elektrody“: jako negativní kolektor lze použít samotnou ultra-tenkou pěnovou hliníkovou fólii. Jeho obrovský trojrozměrný-prostor a specifický povrch mohou účinně pojmout kovový sodík vysrážený během procesu prvního vybití náboje. Tato struktura může účinně rozptýlit proudovou hustotu, potlačit růst dendritů a zvýšit bezpečnost.

1.2 Dokonalá kombinace s porézními uhlíkovými materiály: vynikající velikost pórů a stejnoměrnost a ultra-vysoká poréznost, vhodná pro mikropozinkované, pocínované, poniklované VGCF (napařované uhlíkové vlákno), krystalové uhlíkové trubky a další porézní uhlíkové řady, pěnová hliníková fólie se může stát mocným „aktivním rámem“.

Například galvanizovaná a pocínovaná pěnová hliníková fólie: galvanized je vynikající materiál sodíkových iontů, který je mikropokoven na pěnové hliníkové konstrukci, aby vytvořil vysoce{0}}výkonnou anodu, která integruje objemovou expanzi vodivosti, afinity k sodíku a afinitě lithia a poskytuje úložiště sodíku.

1.3 VGCF/krystalická uhlíková trubicová kompozitní pěnová fólie: tyto uhlíkové materiály s vysokým specifickým povrchem a stabilní strukturou jsou plněny nebo pěstovány v trojrozměrných kanálech pěnové fólie, aby se vytvořila vynikající vodivá síť a kanál pro přenos iontů, což výrazně zlepšuje kapacitu a stabilitu cyklu záporné elektrody.

1.4 Unikátní slinutá pěnová měď a mikroporézní měď tvoří nano mezopóry na vnitřních a vnějších stěnách, se měrným povrchem daleko přesahujícím křemíkovou zápornou elektrodu a lithiovou kovovou zápornou elektrodu (obtížná stabilita) (obrovský problém rozpínání). pěnová měď dokonale kombinuje technologii slinování mědi na základě své unikátní mikroporézní technologie.

2. Lithiová baterie: anoda bez lithia z pěnové měděné fólie je „dovedně kombinována“

V technologii lithiové baterie bez záporné elektrody je hodnota pěnové měděné fólie výraznější.

Ideální substrát pro nanášení lithiového kovu: U baterie s nezápornou elektrodou musí být lithiový kov rovnoměrně nanesen na měděnou fólii během prvního nabíjení. Tradiční hladká měděná fólie je náchylná k lokálnímu růstu lithiových dendritů a tvorbě „mrtvého lithia“. Trojrozměrná porézní struktura pěnové mikroporézní měděné fólie dokáže „uzamknout“ lithiový kov uvnitř otvoru, realizovat rovnoměrnou nukleaci a ukládání ultra-vysokého specifického povrchu a výrazně zlepšit coulombovskou účinnost a bezpečnost.

„Důmyslná kombinace“ uhlíkových vláken: Jak jste řekl, uhlíkové vlákno (jako je uhlíková trubice krystalové kvality VGCF) lze zkombinovat s pěnovou mědí, aby se v jeho pórech vytvořila vodivá síť milující lithium. Tato síť může nejen řídit rovnoměrné ukládání lithia, ale také účinně vyrovnávat objemové změny během procesu nabíjení a vybíjení, což je jedna z klíčových technologických cest k dosažení dlouhé-životnosti nezáporných lithiových baterií.

Jako zpevňující kostra „mála záporných elektrod“: i když se použije malé množství křemíkové uhlíkové nebo grafitové záporné elektrody a její kaše se naplní do pěnové měděné fólie, lze vytvořit tenký povlak záporné elektrody bez praskání, křehnutí a odpadávání. Trojrozměrná vodivá síť zároveň zajišťuje vynikající výkon při zvětšení s tloušťkou pouze 1/10, 2/100 originálu, aby bylo dosaženo vyšší hustoty energie, a má obrovské cenové výhody.

Pro více podrobností navštivte prosím náš odkaz na produkt: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-foil.html

Tato jedinečná technologie umožňuje produktu dosáhnout stabilní a nízkonákladové hromadné výroby-a jeho nákladová výhoda bude pocházet ze dvou aspektů: za prvé z rychlosti výroby samotného materiálu a vysoké poréznosti, která šetří materiály a snižuje hmotnost; Druhým je snížení komplexních výrobních a výkonnostních nákladů baterií, které to přináší (téměř bez nutnosti investování do zařízení se záporným koncovým bodem, místa a procesu), které zvrhne celý průmysl baterií s negativními elektrodami.

Vliv na průmysl baterií

1. Urychlení komercializace technologie „žádná záporná elektroda/málo záporných elektrod“: poskytnutí nejkritičtějšího základního materiálového řešení pro tuto nejslibnější technologii s vysokou-hustotou energie, díky čemuž se baterie s hustotou energie 500 Wh/kg a vyšší stanou realitou v rámci stávajících systémů a možností zařízení.

2. Podpora průlomů ve výkonu sodíkových iontových baterií: poskytnutí nové platformy pro návrh sodíkových záporných elektrod, od kterých se očekává, že vyřeší problémy s nízkou uhlíkovou kapacitou materiálu a velkou objemovou expanzi slitinových materiálů v sodíkových záporných elektrodách, dále zlepší hustotu energie a životnost sodíkových baterií a výrazně zvýší jejich konkurenceschopnost vůči lithiovým bateriím.

3. Přetváření výrobních procesů baterií: může vyžadovat vývoj nového plnění elektrodovým kalem, technologií válcového lisování a dokonce vést ke vzniku zcela nového výrobního procesu „integrace elektrody kolektoru proudu“.

Vliv na fóliový průmysl

1. Upgrade z „komodity“ na „technologický produkt“: Sběrače kapalin již nejsou jen standardizované plechy, ale staly se bariérovými produkty špičkových{1}}technologií se složitou mikrostrukturou a přizpůsobenými funkcemi. Těžiště průmyslové hodnoty se přesune od jednoduchých poplatků za zpracování k technologickým prémiím.

2. Spuštění nového kola technologické soutěže: Tradiční fólioví giganti jako Nord a Jiayuan budou čelit obrovským výzvám a musí investovat do výzkumu a vývoje, aby navázali na podobné technologie porézních sběračů proudu, jinak budou čelit riziku narušení trhu.

3. Rekonstrukce průmyslového řetězce: Výrobci zařízení musí vyvinout zařízení schopné vyrábět takový ultra-tenký, vysoce porézní pěnový kov; Navazující továrny na baterie potřebují přehodnotit svůj dodavatelský řetězec a předem se hluboce spojit s dodavateli fólií s hlavními inovačními schopnostmi.

Pro více podrobností navštivte prosím náš odkaz na produkt: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper{2}}foil/microporous-copper-foil.html

Trojrozměrné sběrače proudu jsou důležitým směrem pro rozvoj průmyslu baterií a trojrozměrná technologie sběračů proudu je technickou zárukou pro komercializaci křemíkových uhlíkových, lithiových pevných-baterií a pokročilých lithium-iontových baterií.

Šest hlavních aplikačních směrů trojrozměrných kolektorů proudu je: žádná záporná elektroda/vlastní generování, pevné/polo{1}}pevné skupenství, superkondenzátor/suchý kondenzátor, křemíková uhlíková záporná elektroda, suchá vodivá silná kostra, tepelná vodivost/tepelná kapacita/adsorpce/filtrace.

Vysoká vazba/nízká impedance/vysoké zvětšení/nízká teplotní odolnost

Vkládání a pronikání aktivních materiálů pro zabránění odpojení, prodloužení životnosti baterie, stabilizaci cyklování, zvětšení kontaktní plochy elektrolytu elektrody, snížení odporu přenosu náboje, připojení nahoru a dolů, zdvojnásobení vodivé nosné plochy a snížení impedance

Snížení proudové hustoty a navádění potlačení dendritů

Zpomalovač hoření, změna fáze, bezpečnostní PTC odpor, keramika, antikorozní,-afinita k sodíku (jako zinek, stříbro), afinita k lithiu (jako je cín), iontové urychlení a další bezpečnostní primery, částečně rozptylují a snižují hustotu proudu v místě vpichu jehly, navádějí laterální růst v otvoru větve krystalu a zabraňují vertikálnímu proražení diafragmy

Sodík/lithiová baterie: žádná záporná elektroda/samogenerace

Optimalizace porézních uhlíkových systémů, VGCF, COFS, Stupňovitý design spodního povlaku z uhlíkových nanotrubiček se stal klíčovým fóliovým materiálem pro „technologii bez záporné elektrody/samogenerace“ sodíkových a lithiových baterií, výrazně zlepšuje hustotu energie a pomáhá při vývoji technologie bez záporné elektrody.

Iontové vícekanálové{0}}rychlé nabíjení a vybíjení

Výrazně zlepšit počáteční účinnost, zvýšit kapacitu povrchu, vytvořit trojrozměrnou propojenou síť mikropórů, infiltrovat a vyhnout se místním suchým oblastem, urychlit migraci iontů (výrazně zvýšit kanály infiltrace elektrolytu) a přizpůsobit se rychlému nabíjení a vybíjení

Pevný/suchý fóliový materiál

Přímé formování polárních desek (jako je tažení a stříkání) výrazně snižuje obtížnost tvorby PVDF/PTFE fibrózního filmu, s horním a spodním spojením uvnitř a vně, vysokou pevností, nízkým odporem a bez nutnosti sekundárního přenosu na fóliový materiál

Vodivý dvojitý skelet pro rozšíření vyrovnávací paměti

Poskytněte silné expanzní skelety z křemíkového uhlíku, fosforového uhlíku a vysokého křemíku, prozkoumejte nové technologické cesty pro přímou depozici křemíku a uhlíkové povlaky, zmírněte problémy s praskáním při expanzi a podpořte konstrukce tlustších elektrod (vysoká nosnost) s vynikajícími schopnostmi transportu iontů

Póry jsou jemné a jednotné, s průměrnou velikostí pórů 40/50 um. Produkt nové generace má průměrnou velikost pórů 21 um a byl hromadně vyráběn-; Malé rozdíly v pevnosti v tahu; Není potřeba sekundární pasivace, tato technologie má nízký vnitřní odpor, žádné oxidační skvrny a žádné chemické/tepelné problémy

Stopy zbytkových a pasivačních činidel; Stejně jako původní fóliový materiál lze použít v přímém kontaktu.

Pěnová mikroporézní fólie není jednoduchým vylepšením procesu, ale inovací spodní vrstvy materiálového systému. Přesně se trefuje do hrdla vývoje-technologie baterií nové generace a poskytuje nápadité řešení dlouhodobého-problému se zápornými elektrodami v tomto odvětví.

Přestože spolehlivost, konzistenci a dlouhodobá{0}}cyklická data jeho rozsáhlé-aplikace ještě musí otestovat trh, jeho vznik nepochybně shodil „hlubinnou bombu“ pro průmysl baterií a fólií. Říká nám, že technologické průlomy často pocházejí z přehodnocení nejzákladnějších principů logiky. Jak se sběrač proudu posouvá z dvou-dimenzionálního k trojrozměrnému-rozměru, speciální technologie adheziva a slinování mědi vyvinuté ve stejnou dobu také otevírají nové a rozsáhlé „hvězdné nebe“ v budoucnosti baterií.