Батарея ұяшықтарының қаптамасындағы алюминий фольга материалдарының техникалық артықшылықтары
Жаңа энергетикалық индустрияның жылдам кеңеюіне байланысты, литий батареяларына сұраныс өсуде. Батареяның орамасы батареяның қызмет ету мерзімін анықтауда шешуші рөл атқарады, энергия тығыздығы, және қауіпсіздік көрсеткіштері. Ерекше физикалық арқасында, химиялық, және процестің үйлесімділік сипаттамалары, алюминий фольга орауыштың негізгі материалына айналды. Стандарттарға негізделген, деректер, және қолдану жағдайлары, бұл мақала алюминий фольгасының қасиеттері мен технологиялық артықшылықтарын жүйелі түрде түсіндіреді, сала мамандары мен тұтынушылар үшін анықтамалық мәнді қамтамасыз ету.
Мен. Батарея ұяшықтарын қаптамаға арналған салалық ақпарат және материалға қойылатын талаптар
1.1 Жасушалық қаптаманың негізгі функциялары және өнеркәсіптің даму тенденциялары
Батарея ұяшығы орауының негізгі функцияларына мыналар жатады:
- Физикалық қорғаныс: әсерге қарсы тұру, пункция, және ішкі құрамдастарды қорғау үшін деформация
- Экологиялық кедергі: өнімділіктің төмендеуін болдырмау үшін ылғал мен оттегінің түсуіне жол бермеу
- Тығыздау және оқшаулау: электр тізбектерін оқшаулау және қысқа тұйықталуларды немесе электролиттердің ағып кетуін болдырмау
Литий батареясының дамуы жоғары энергия тығыздығына қарай тенденцияда, күшейтілген қауіпсіздік, ұзағырақ цикл мерзімі, және жеңіл дизайн. Тұрмыстық электроника ультра жұқа және біркелкі пішіндерге ерекше назар аударады, қуат батареялары қауіпсіздіктің артық болуына басымдық береді, және энергия сақтау батареялары ұзақ мерзімді тұрақтылық пен үнемділікке бағытталған. Дәстүрлі материалдар осы әртараптандырылған талаптарды қанағаттандыру үшін күреседі.
Алюминий фольга және алюминий-пластикалық пленкалар, жеңіл табиғатына байланысты, жоғары кедергі өнімділігі, және өңдеу икемділігі, дорба мен пышақ батареялары үшін таңдаулы материалдарға айналды, нарыққа үздіксіз енуімен.
1.2 Жасушалық қаптама материалдарының өнімділігіне қойылатын негізгі талаптар
Қаптама материалдарына қойылатын негізгі өнімділік талаптары мыналарды қамтиды:
- Жоғары тосқауыл қойылымы:
- Су буының берілу деңгейі (Wvtr) ≤ 0.01 г / мжасы
- Оттегінің берілу деңгейі (От) ≤ 0.005 CM³ / m² · · ХАЗАҚ
- Механикалық қасиеттері: Жоғары созылу күші, іуу, және тесуге төзімділік
- Тұрақты жылумен тығыздау өнімділігі: жылу тығыздағыштың беріктігі ≥ 35 N/15 мм
- Электролиттердің коррозияға төзімділігі
- Жеңіл және үнемділігі
- Экологиялық нормаларды сақтау RoHS сияқты
1.3 Негізгі жасушалық қаптама материалдарын салыстыру
Ағымдағы ұяшықты орау материалдарына металл корпустар кіреді, алюминий-пластикалық пленкалар, және пластикалық пленкалар. Салыстыру кестеде көрсетілген 1.
| Материал түрі | Негізгі құрам | Тосқауыл қойылымы | Механикалық қойылым | Жеңіл деңгей | Икемділікті өңдеу | Электролитке төзімділік | Құны | Типтік қолданбалар |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Алюминий қорытпасынан жасалған корпус | Алюминий қорытпасы | Өте жақсы | Өте жақсы (әсер, қысу) | Амал (тығыздық 2.7 г/см³) | Кедей | Амал (жабуды қажет етеді) | Орташа | Призмалық, цилиндрлік жасушалар |
| Тот баспайтын болаттан жасалған корпус | Тот баспайтын болат | Өте жақсы | Өте жақсы (жоғары беріктігі) | Кедей (тығыздық 7.9 г/см³) | Кедей | Өте жақсы | Биік | Жоғары сапалы қуат және арнайы батареялар |
| Алюминий-пластикалық пленка | Алюминий фольга + налон + Кәсіпкер | Өте жақсы (металлға жақын) | Жақсы (Пункцияға төзімділік, іуу) | Өте жақсы (50% металл қораптарға қарағанда жеңілірек) | Өте жақсы | Өте жақсы | Амал (локализацияға байланысты азаяды) | Қалта мен пышақ батареялары |
| Пластикалық пленка | Еркелету, Кәсіпкер | Кедей | Орташа | Өте жақсы | Өте жақсы | Орташа | Аласа | Төмен деңгейлі тұтынушы жасушалар |
Негізгі қорытынды:
Алюминий-пластикалық пленка, негізгі тосқауыл қабаты ретінде алюминий фольгамен, негізгі тиімділік көрсеткіштерін теңгерімді оңтайландыруды қамтамасыз етеді, оны дорба мен пышақ батареялары үшін өте қолайлы етеді. Алюминий фольгасының өнімділігі орау сапасын тікелей анықтайды және материалды таңдауда басты назар аудару керек.
Ii. Батарея ұяшықтарына арналған алюминий фольгасының негізгі сипаттамалары
Жасуша орау үшін пайдаланылатын алюминий фольга, ең алдымен, жоғары таза алюминий фольгасын қамтиды (1050, 1060 сериясы) және алюминий қорытпасынан жасалған фольга (3003 сериясы). Арнайы прокаттау және бетті өңдеу процестері арқылы, бұл материалдар ұяшықты орау өнімділігі үшін маңызды қолдау көрсетеді.
2.1 Алюминий фольгасының негізгі қасиеттері
2.1.1 Физикалық қасиеттері
- Жеңіл: тығыздық 2.7 г/см³ (тот баспайтын болаттың үштен бірі), энергия тығыздығын жақсарту
- Жоғары икемділік: ұзарту 8–20%, ≤ дейін айналдыруға болады 5 мкм, Терең суретке жарамды
- Жақсы жылу өткізгіштік: 237 W /(мом), термиялық тұрақтылықты арттыру
2.1.2 Химиялық қасиеттері
- Бөлме температурасында табиғи түрде тығыз 2–5 нм Al₂O₃ оксидті қабат түзеді., ішкі тотығуға және коррозияға төзімділікті ұсынады
- Хромсыз цирконий немесе титанды пассивациялау оксид тұрақтылығын және электролитке төзімділікті одан әрі арттырады
2.1.3 Механикалық қасиеттері
Механикалық өнімділікті легирлеу және илемдеу процестері арқылы дәл бақылауға болады.
| Қорытпа дәрежесі | Негізгі легирлеуші элементтер | Созылу күші (МПа) | Ұзарту (%) | Негізгі артықшылықтар | Типтік қолданбалар |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | Аль 99.5% | 70-130 | 5-20 | Тамаша икемділік, коррозияға төзімділік | Стандартты тұтынушы ұяшықтары |
| 1060 | Аль 99.6% | 70–180 | 8-20 | Жоғары тазалық, тамаша өңдеу мүмкіндігі | Жоғары сапалы тұтынушы және қапшық жасушалары |
| 3003 | Mn 1,0–1,5% | 110– 230 | 12-20 | Жоғары беріктік, тұрақты қалыптасу | Қуатты және энергияны сақтайтын батареялар |
2.2 Алюминий фольга орау үшін арнайы технологиялық талаптар
2.2.1 Ультра жұқа прокат
Әдеттегі қалыңдығы 20-40 мкм аралығында, жоғары сапалы өнімдер ≤ жетеді 5 мкм. Қалыңдықтың ауытқуы ±4% шегінде бақыланады (жоғары деңгей ≤ ±2%).
Мысал: Чалко 0.005 алюминий-пластикалық пленкаға арналған мм алюминий фольга энергия тығыздығы бар қатты күйдегі батареяларды қолдайды > 500 В / кг.
2.2.2 Беттік өңдеу
Бетін тазалауды қамтиды, хромсыз пассивация, және наножабындар (Альво₃, SiO₂), коррозияға төзімділік пен жабысқақ үйлесімділікті жақсартады, сонымен бірге тосқауыл өнімділігін 10 × астам арттырады.
2.2.3 Пиншоңызды басқару
GB / T сәйкес 3198-2020, премиум алюминий фольгасы ≤ тесігінің тығыздығын қажет етеді 400 ДК / м², ал жоғары сапалы өнімдер ≤ 100 ДК / м², дәл прокат және онлайн бақылау жүйелері арқылы қол жеткізіледі.
Iii. Жасушалық қаптаманы өндіру процестеріндегі алюминий фольгасының техникалық артықшылықтары
3.1 Алюминий-пластикалық пленканы ламинациялау
Алюминий фольга құрғақ жерде күшті үйлесімділік көрсетеді, термиялық, және құрғақ термиялық ламинациялау процестері, қабықтың беріктігіне қол жеткізу ≥ 15 Жоғары деңгейлі қолданбаларда N/15 мм.
3.2 Терең сызбаны қалыптастыру
8–20% ұзаруымен, алюминий фольгасы 5–10 мм тереңдікте сызатпайды. Оның тегіс беті (Ra ≤ 0.2 мкм) үйкелісті азайтады және қалыптау тиімділігін арттырады.
3.3 Жылу герметикасы
Жоғары жылу өткізгіштік CPP біркелкі балқуды қамтамасыз етеді. Жылу тығыздағыштың беріктігі ≥ 35 N/15 мм (дейін 50 N/15 мм), тұрақты өнімділігімен 155 ± 5°C.
3.4 Кесу және жиектерді өңдеу
Орташа қаттылық өлшемдік ауытқуы ≤ ±0,1 мм болатын бұралусыз кесуге мүмкіндік береді., 10–15 м/мин жұмыс істейтін автоматтандырылған желілер үшін жарамды.
I. Негізгі өнімділік артықшылықтары және қолданбаны тексеру
4.1 Жоғары кедергі өнімділігі
≥ 20 мкм алюминий фольга WVTR ≤ жетеді 0.01 г/м²·күн және OTR ≤ 0.005 CM³ / m² · · ХАЗАҚ.
Чемодан: 30 мкм алюминий фольга пленкасы ≥ сақталады 90% кейін сыйымдылық 1000 сағ 85°C/85% RH.
4.2 Механикалық қауіпсіздік шегі
дейін созылу күші 230 МПа, тесуге төзімділік ≥ 300 N, және тамшыда тамаша өнімділік, қысу, және иненің ену сынақтары.
4.3 Жеңіл артықшылығы
Металл корпустармен салыстырғанда, алюминий-пластикалық қаптама салмақты 50-70%-ға азайтады, дейін энергия тығыздығын арттыру 10%.
4.4 Электролиттердің коррозияға төзімділігі
Хромсыз пассивтелген алюминий фольга сақтайды > 90% кейін қабықтың күші 7 күн 60°C электролитке батыру.
4.5 Шығындардың тиімділігі
Отандық алюминий фольгасының бағасы ~3–5 RMB/m², импорттық алюминий-пластикалық пленкалардан айтарлықтай төмен, қайта өңдеу мүмкіндігімен ≥ 95%.
В. Сапаны бақылау және салалық стандарттар
5.1 Сапаны бақылаудың негізгі көрсеткіштері
| Индикатор | Талап | Стандарт | Тест әдісі |
|---|---|---|---|
| Қалыңдығы ауытқу | ≤ ±4% (жоғары деңгей ≤ ±2%) | Гб / т 3198-2020 | Лазерлік қалыңдық өлшегіш |
| Тесіктердің тығыздығы | ≤ 400 ДК / м² (жоғары деңгейлі ≤ 100 ДК / м²) | Гб / т 3198-2020 | Қараңғы өрісті бейнелеу |
| Беттің сапасы | Ra ≤ 0.2 мкм | Гб / т 3615-2022 | Кедір-бұдырды өлшеу |
| Механикалық қасиеттері | Созылу ≥ 70 МПа, созылу ≥ 8% | Гб / т 228.1-2021 | Созылу сынағы |
| Кедергі қасиеттері | WVTR 0.01 г / мжасы | Гб / т 1037-2021 | Өткізгіштік сынағы |
Vi. Қолдану жағдайлары және нарықты тексеру
6.1 Тұтынушы электроника
- Huawei Mate 60 Pro: 1060 алюминий фольга, батареяның қалыңдығы 2.8 мм, энергия тығыздығы 280 В / кг
- Apple MacBook: 3003 алюминий қорытпасынан жасалған фольга, энергия тығыздығы ≥ 300 В / кг
6.2 Қуат батареялары
- BYD Blade батареясы: 3003 алюминий қорытпасынан жасалған фольга, энергия тығыздығы 180 В / кг, күшейтілген қауіпсіздік
- CATL Qilin батареясы: 8 мкм композитті алюминий фольга, энергия тығыздығы 250 В / кг
6.3 Энергия сақтау батареялары
- Тұрмыстық сақтау жүйелері: 1060 алюминий фольга, цикл мерзімі ≥ 6000 циклдар, 15-жыл өмір сүру ұзақтығы
Vii. Q&А (Жиі қойылатын сұрақтар)
- Фольгаға қойылатын талаптар жасуша түріне қарай қалай ерекшеленеді?
Қапшық жасушалары жоғары таза фольганы жақсы көреді; пышақ жасушалары жоғары беріктігі бар легирленген фольганы қажет етеді. - Фольга қалыңдығы өнімділікке қалай әсер етеді?
Қалың фольга кедергі қасиеттерін жақсартады, бірақ энергия тығыздығын азайтады; композициялық шешімдер екеуін де теңестіреді. - Отандық және импорттық фольга айырмашылығы?
Негізгі бос орындар өте жұқа дәлдікте жатыр, саңылау тұрақтылығы, және бетінің консистенциясы. - Ұзақ мерзімді электролиттік әсер ету қаупі?
Хромсыз пассивация және наножабындар арқылы жеңілдетілген. - Өндіріс желісінің үйлесімділігін қалай тексеруге болады?
Ламинацияны растау, жылумен тығыздау, және пилоттық сынақтар арқылы өнімділікті төмендету. - Қатты күйдегі батареяларға қойылатын жаңа талаптар?
Ультра жұқа (≤ 5 мкм), жоғары кедергі, күшті интерфейс үйлесімділігі, және вакуумдық процеске бейімделу.