Батерейны савлагаа дахь хөнгөн цагаан тугалган материалын техникийн давуу тал
Эрчим хүчний шинэ салбарын хурдацтай тэлэлтээс үүдэлтэй, лити батерейны эрэлт нэмэгдсээр байна. Зайны үүрний сав баглаа боодол нь батерейны ашиглалтын хугацааг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, эрчим хүчний нягтрал, болон аюулгүй байдлын гүйцэтгэл. Өвөрмөц бие бялдрын ачаар, химийн, процессын нийцтэй байдлын шинж чанарууд, хөнгөн цагаан тугалган цаас нь үндсэн савлагааны материал болсон. Стандартууд дээр үндэслэсэн, өгөгдөл, болон өргөдлийн хэрэг, Энэ нийтлэлд хөнгөн цагаан тугалган цаасны шинж чанар, давуу талыг системтэйгээр тайлбарласан болно, салбарын мэргэжилтнүүд болон үйлчлүүлэгчдэд зориулсан лавлах үнэ цэнийг хангах.
Би. Зайны эсийн савлагааны салбарын суурь мэдээлэл, материалд тавигдах шаардлага
1.1 Эсийн сав баглаа боодлын үндсэн чиг үүрэг ба үйлдвэрлэлийн хөгжлийн чиг хандлага
Батерейны үүрний савлагааны үндсэн функцууд орно:
- Бие махбодийн хамгаалалт: нөлөөллийг эсэргүүцэх, цоолох, дотоод эд ангиудыг хамгаалахын тулд хэв гажилт
- Байгаль орчны саад тотгор: гүйцэтгэлийн бууралтаас зайлсхийхийн тулд чийг, хүчилтөрөгчийн нэвтрэлтээс урьдчилан сэргийлэх
- Битүүмжлэл ба тусгаарлагч: цахилгаан хэлхээг тусгаарлах, богино холболт эсвэл электролитийн алдагдлаас урьдчилан сэргийлэх
Лити батерейны хөгжил эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх хандлагатай байна, сайжруулсан аюулгүй байдал, илүү урт мөчлөгийн амьдрал, мөн хөнгөн загвартай. Хэрэглээний электрон бараа нь хэт нимгэн, жигд бус хэлбэрийг онцолдог, цахилгаан батерей нь аюулгүй байдлын нөөцийг нэн тэргүүнд тавьдаг, болон эрчим хүч хадгалах батерейнууд нь урт хугацааны тогтвортой байдал, зардлын үр ашигтай байдалд анхаарлаа хандуулдаг. Уламжлалт материалууд нь эдгээр олон төрлийн шаардлагыг хангахын тулд тэмцдэг.
Хөнгөн цагаан тугалган цаас ба хөнгөн цагаан-хуванцар хальс, хөнгөн жинтэй учраас, өндөр саадтай гүйцэтгэл, болон боловсруулалтын уян хатан байдал, уут болон ир батерейны илүүд үздэг материал болсон, зах зээлд нэвтрэлтийг тасралтгүй нэмэгдүүлж байна.
1.2 Эсийн савлагааны материалын гүйцэтгэлийн үндсэн шаардлага
Сав баглаа боодлын материалын гүйцэтгэлийн үндсэн шаардлагууд орно:
- Өндөр бэрхшээлтэй гүйцэтгэл:
- Усны уур дамжуулах хурд (Wvtr) ≤k_ Х Хуудал 0.01 g / m · өдөр
- Хүчилтөрөгч дамжуулах хурд (Tro) ≤k_ Х Хуудал 0.005 cm³ / m · өдөр
- Механик шинж чанар: өндөр суналтын хүч, хугацаа / хангамж, мөн эсэргүүцлийг арилгах
- Тогтвортой дулаан битүүмжлэлийн гүйцэтгэл: дулааны битүүмжлэлийн бат бэх ≥ 35 N/15 мм
- Электролитийн зэврэлтэнд тэсвэртэй
- Хөнгөн жинтэй, зардал багатай
- Байгаль орчны дүрэм журмыг дагаж мөрдөх RoHS гэх мэт
1.3 Үндсэн эсийн савлагааны материалын харьцуулалт
Одоогийн эсийн сав баглаа боодлын материалд металл орон сууц орно, хөнгөн цагаан-хуванцар хальс, болон хуванцар хальс. Харьцуулалтыг Хүснэгтэнд үзүүлэв 1.
| Материалын төрөл | Үндсэн найрлага | Санрын гүйцэтгэл | Механикийн илэм | Хөнгөн жингийн түвшин | Боловсруулалтын уян хатан байдал | Электролитийн эсэргүүцэл | Үнэ ортог | Ердийн програмууд |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Хөнгөн цагааны хайлштай орон сууц | Хөнгөн цагааны хайлш | Маш сайн | Маш сайн (нөлөөлөл, шахалт) | Дунд (дур хэмжээ 2.7 г/см³) | Хөөрхий | Дунд (бүрэх шаардлагатай) | Дунд - Өндөр | Призматик, цилиндр хэлбэртэй эсүүд |
| Зэвэрдэггүй ган орон сууц | Зэвэрдэггүй ган | Маш сайн | Маш сайн (өндөр хүч чадал) | Хөөрхий (дур хэмжээ 7.9 г/см³) | Хөөрхий | Маш сайн | Өндөр | Өндөр чанартай цахилгаан ба тусгай батерейнууд |
| Хөнгөн цагаан-хуванцар хальс | Хөнгөн цагаан тугалган цаас + нейлон + Cpplet | Маш сайн (металлын ойролцоо) | Сайн байна (Баталгаат эсэргүүцлийг арилгах, хугацаа / хангамж) | Маш сайн (50% металл хайрцагнаас хөнгөн) | Маш сайн | Маш сайн | Дунд (нутагшуулах тусам буурч байна) | Уут болон хутганы батерей |
| Хуванцар хальс | PET, Cpplet | Хөөрхий | Тэвчээртэй | Маш сайн | Маш сайн | Тэвчээртэй | Олиггүй | Доод түвшний хэрэглэгчийн эсүүд |
Гол дүгнэлт:
Хөнгөн цагаан-хуванцар хальс, Хөнгөн цагаан тугалган цаасыг үндсэн хаалт болгон, гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүдийг тэнцвэртэй оновчтой болгох боломжийг олгодог, уут болон хутганы батерейнд маш тохиромжтой. Хөнгөн цагаан тугалган цаасны гүйцэтгэл нь сав баглаа боодлын чанарыг шууд тодорхойлдог бөгөөд материал сонгоход гол анхаарал хандуулах ёстой.
Би. Зайны эсийн савлагааны хөнгөн цагаан тугалган цаасны үндсэн шинж чанарууд
Эсийн савлагаанд ашигладаг хөнгөн цагаан тугалган цаас нь үндсэндээ өндөр цэвэршилттэй хөнгөн цагаан тугалган цаасыг агуулдаг (1050, 1060 цуврал) хөнгөн цагаан тугалган цаас (3003 цуврал). Мэргэшсэн гулсмал болон гадаргууг боловсруулах процессоор дамжуулан, Эдгээр материалууд нь эсийн савлагааны гүйцэтгэлд чухал дэмжлэг үзүүлдэг.
2.1 Хөнгөн цагаан тугалган цаасны үндсэн шинж чанарууд
2.1.1 Биеийн хөгжлийн шинж чанарууд
- Эл хөнгөн жинтэй: дур хэмжээ 2.7 г/см³ (зэвэрдэггүй гангийн гуравны нэг), эрчим хүчний нягтралыг сайжруулах
- Өндөр уян хатан байдал: сунгалт 8-20%, ≤ хүртэл өнхрөх боломжтой 5 ZM, гүнзгий зурахад тохиромжтой
- Сайн дулаан дамжуулалт: 237 W /(m· ·), дулааны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх
2.1.2 Химийн шинж чанар
- Өрөөний температурт 2–5 нм нягт Al₂O₃ ислийн давхарга үүсгэдэг., дотоод исэлдэлт ба зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг санал болгодог
- Хромгүй циркони эсвэл титан идэвхгүйжүүлэлт нь ислийн тогтвортой байдал, электролитийн эсэргүүцлийг улам сайжруулдаг.
2.1.3 Механик шинж чанар
Механик гүйцэтгэлийг хайлш болон гулсмал процессоор нарийн хянах боломжтой.
| Хайлшийн зэрэг | Гол хайлшлах элементүүд | Суналтын бат бэх (МПа) | Сунгах (%) | Гол давуу тал | Ердийн програмууд |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | Al ≥ 99.5% | 70-130 | 5-20 | Маш сайн уян хатан байдал, зэврэлтэнд тэсвэртэй | Стандарт хэрэглэгчийн эсүүд |
| 1060 | Al ≥ 99.6% | 70-180 | 8-20 | Өндөр цэвэршилттэй, маш сайн боловсруулах чадвар | Дээд зэрэглэлийн хэрэглээний болон уутны эсүүд |
| 3003 | Mn 1.0–1.5% | 110-230 | 12-20 | Өндөр хүч чадал, тогтвортой үүсэх | Эрчим хүч ба эрчим хүч хадгалах батерейнууд |
2.2 Хөнгөн цагаан тугалган цаасыг савлах үйл явцын тусгай шаардлага
2.2.1 Хэт нимгэн өнхрөх
Ердийн зузаан нь 20-40 мкм хооронд хэлбэлздэг, харин дээд зэрэглэлийн бүтээгдэхүүн ≤ хүрдэг 5 ZM. Зузаан хазайлтыг ±4% дотор хянадаг (дээд зэрэглэлийн ≤ ±2%).
Жишээ: Чалко 0.005 хөнгөн цагаан-хуванцар хальсанд зориулсан мм-ийн хөнгөн цагаан тугалган цаас нь эрчим хүчний нягтрал бүхий хатуу төлөвт батерейг дэмждэг > 500 Wh / кг.
2.2.2 Гадаргуугийн эмчилгээ
Гадаргуугийн цэвэрлэгээ орно, хромгүй идэвхгүйжүүлэх, болон нано бүрээс (Al₂o₃, SiO₂), зэврэлтэнд тэсвэртэй, наалдамхай нийцтэй байдлыг сайжруулж, саад тотгорыг 10 ×-ээс их хэмжээгээр нэмэгдүүлнэ.
2.2.3 Pinhole Хяналт
GB / T-ийн дагуу 3198-2020, дээд зэрэглэлийн хөнгөн цагаан тугалган цаас нь нүхний нягт ≤ шаарддаг 400 Комиклууд / болон эмчил /, харин дээд зэрэглэлийн бүтээгдэхүүн ≤ 100 Комиклууд / болон эмчил /, нарийн гулсмал болон онлайн хяналтын системээр дамжуулан хүрсэн.
Биби. Сав баглаа боодлын үйлдвэрлэлийн үйл явц дахь хөнгөн цагаан тугалган цаасны техникийн давуу тал
3.1 Хөнгөн цагаан-хуванцар хальс ламинаци
Хөнгөн цагаан тугалган цаас нь хуурай үед хүчтэй нийцтэй байдаг, дулааны, болон хуурай дулааны цоолборлох үйл явц, хальслах бат бөх ≥ хүрэх 15 Дээд зэрэглэлийн хэрэглээнд N/15 мм.
3.2 Гүн зургийн хэлбэр
8-20% сунгалттай, хөнгөн цагаан тугалган цаас нь хагаралгүйгээр 5-10 мм-ийн гүнтэй зургийг дэмждэг. Түүний гөлгөр гадаргуу (Ra бороо 0.2 ZM) үрэлтийг бууруулж, хэлбэржүүлэх үр ашгийг дээшлүүлнэ.
3.3 Дулаан битүүмжлэх
Өндөр дулаан дамжуулалт нь CPP-ийн жигд хайлалтыг баталгаажуулдаг. Дулаан битүүмжлэлийн бат бэх ≥ 35 N/15 мм (хүртэл 50 N/15 мм), үед тогтвортой гүйцэтгэлтэй 155 ± 5 ° C.
3.4 Зүсэх ба ирмэгийн боловсруулалт
Дунд зэргийн хатуулаг нь ≤ ± 0.1 мм хэмжээтэй хазайлттай зүсэлт хийх боломжийг олгодог., 10-15 м/мин хурдтай ажилладаг автомат шугамд тохиромжтой.
Ivash. Гүйцэтгэлийн үндсэн давуу тал ба хэрэглээний баталгаажуулалт
4.1 Өндөр саад бэрхшээлийн гүйцэтгэл
Төгс 20 мкм хөнгөн цагаан тугалган цаас WVTR ≤ хүрдэг 0.01 г/м²·өдөр ба OTR ≤ 0.005 cm³ / m · өдөр.
Хэрэг: 30 мкм хөнгөн цагаан тугалган хальс ≥ хадгалагдана 90% дараа хүчин чадал 1000 цаг 85°C/85% RH.
4.2 Механик аюулгүй байдлын хязгаар
Суналтын хүч хүртэл 230 МПа, цоорох эсэргүүцэл ≥ 300 Ная, мөн дусал дээр маш сайн гүйцэтгэл, шахалт, болон зүү нэвтрэлтийн туршилт.
4.3 Хөнгөн давуу тал
Металл орон сууцтай харьцуулахад, хөнгөн цагаан хуванцар савлагаа нь жинг 50-70% бууруулдаг, хүртэл эрчим хүчний нягтралыг сайжруулах 10%.
4.4 Электролитийн зэврэлтээс хамгаалах эсэргүүцэл
Хром агуулаагүй идэвхгүй хөнгөн цагаан тугалган цаасыг хадгалж байдаг > 90% дараа нь хальслах хүч 7 60°С-т электролитийн усанд дүрэх.
4.5 Зардал гаргасан үр ашиг
Дотоодын хөнгөн цагаан тугалган цаас ~3-5 RMB/m² үнэтэй, импортын хөнгөн цагаан-хуванцар хальснаас хамаагүй бага, дахин боловсруулах боломжтой ≥ 95%.
Т. Чанарын хяналт ба үйлдвэрлэлийн стандартууд
5.1 Чанарын хяналтын үндсэн үзүүлэлтүүд
| Үзүүлэлт | Шаардлага | Стандарт | Шатдын тайлан |
|---|---|---|---|
| Зузаан нууц зүй | ≤ ±4% (дээд зэрэглэлийн ≤ ±2%) | Gb / t 3198-2020 | Лазер зузаан хэмжигч |
| Нүхний нягтрал | ≤k_ Х Хуудал 400 Комиклууд / болон эмчил / (дээд зэрэглэлийн ≤ 100 Комиклууд / болон эмчил /) | Gb / t 3198-2020 | Харанхуй талбайн дүрслэл |
| Гадаргуугийн чанар | Ra бороо 0.2 ZM | Gb / t 3615-2022 | Барзгар байдлыг хэмжих |
| Механик шинж чанар | Суналт ≥ 70 МПа, сунгалт ≥ 8% | Gb / t 228.1-2021 | Суналтын туршилт |
| Саад бэрхшээлийн шинж чанарууд | Wvtr 0.01 g / m · өдөр | Gb / t 1037-2021 | Нэвчилтийн туршилт |
Гүү. Хэрэглээний тохиолдлууд ба зах зээлийн баталгаажуулалт
6.1 Хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэл
- Huawei Mate 60 Pro: 1060 хөнгөн цагаан тугалган цаас, зайны зузаан 2.8 мм, эрчим хүчний нягтрал 280 Wh / кг
- Apple MacBook: 3003 хөнгөн цагаан хайлш, эрчим хүчний нягтрал ≥ 300 Wh / кг
6.2 Цахилгаан батерей
- BYD Blade зай: 3003 хөнгөн цагаан хайлш, эрчим хүчний нягтрал 180 Wh / кг, сайжруулсан аюулгүй байдал
- CATL Qilin батерей: 8 мкм нийлмэл хөнгөн цагаан тугалган цаас, эрчим хүчний нягтрал 250 Wh / кг
6.3 Эрчим хүч хадгалах батерейнууд
- Орон сууцны хадгалах систем: 1060 хөнгөн цагаан тугалган цаас, мөчлөгийн амьдрал ≥ 6000 хурц бүлгээ, 15-жилийн наслалт
Вин. Q&Аг (Түгээмэл асуултууд)
- Тугалган цаасны шаардлага нь эсийн төрлөөс хэрхэн ялгаатай байдаг?
Уутны эсүүд нь өндөр цэвэршилттэй тугалган цаасыг илүүд үздэг; ир эсүүд нь илүү өндөр бат бэх хайлшин тугалган цаас шаарддаг. - Тугалган цаасны зузаан нь гүйцэтгэлд хэрхэн нөлөөлдөг?
Зузаан тугалган цаас нь саадны шинж чанарыг сайжруулдаг боловч эрчим хүчний нягтралыг бууруулдаг; нийлмэл шийдэл нь хоёуланг нь тэнцвэржүүлдэг. - Дотоодын болон импортын тугалган цаасны ялгаа?
Гол цоорхой нь хэт нимгэн нарийвчлалд оршдог, нүхний тогтвортой байдал, болон гадаргуугийн тууштай байдал. - Электролитийн урт хугацааны өртөлтийн эрсдэл?
Хром агуулаагүй идэвхгүйжүүлэлт болон нано бүрээсээр багасгасан. - Үйлдвэрлэлийн шугамын нийцтэй байдлыг хэрхэн шалгах вэ?
Ламинжуулалтыг баталгаажуулах, дулааны битүүмжлэл, туршилтын туршилтаар дамжуулан гүйцэтгэлийг бууруулах. - Хатуу төлөвт батерейнд тавигдах шинэ шаардлага?
Хэт нимгэн (≤k_ Х Хуудал 5 ZM), илүү өндөр саад тотгор, илүү хүчтэй интерфэйсийн нийцтэй байдал, болон вакуум процессын дасан зохицох чадвар.