Ултра тънкото пенофолио прави бъдещето на натриево/литиевата батерия без отрицателен електрод

След стотици интелигентни и насочени изследвания и разработки „проба и грешка“, ние успешно започнахме да произвеждаме ултра-тънко пенообразно микропоресто медно фолио (10-20 μm, порьозност 90%) и ултра-тънко пенообразно микропоресто алуминиево фолио (15-30 μm, порьозност 85%) за доставка на проби. Този продукт, със своите разрушителни структурни характеристики, веднага получи поръчки за доставка и тестване от най-добрите производители на батерии при пускането му, което показва, че той може да играе ключова роля в следващото поколение технология за батерии, особено в областта на авангарда на „натриеви/литиеви батерии с по-малко отрицателни електроди/самогенерирани отрицателни електроди“.

Традиционните токоприемници (алуминиево фолио с положителен електрод, медно фолио с отрицателен електрод) са плътни метални фолиа, чиято основна функция е да събират и провеждат електрони. Микропорестото фолио от пяна може да се разбира като колектор тип „три-триизмерна пореста проводяща рамка“.

Основните му предимства са в:

1. Свръхвисока порьозност (85% -90%): означава, че по-голямата част от обема му е празен, осигурявайки огромно пространство и капацитет за пълнене на активни вещества.

2. Изключително тънък и здрав: като същевременно поддържа изключително тънка дебелина, неговата три-измерна структура, съчетана с високо удължение при скъсване на проводяща адхезивна система с микропокрития, може да надмине механичната якост и гъвкавост на традиционните фолийни материали.

3. Огромна специфична повърхност: комбинирана с подредена и звездна пяна, три-измерната мрежова структура прави своята повърхност много по-голяма от тази на дву-измерното плоско фолио, намалявайки контактния импеданс и плътността на тока.

4. Подходящ размер на порите и диапазон на разстояние: Тези характеристики разрешават основните болни точки на текущия път на технологията на батериите на „малко отрицателни електроди/самогенерирани отрицателни електроди“ на ниска цена, като същевременно преследват ултра-висока енергийна плътност. Той може да гарантира капацитета, производителността на скоростта и живота на батерията без необходимост от съществуваща натриева батерия с твърд въглерод и литиева батерия с графит.

Технологията "по-малко отрицателен електрод" има за цел значително да намали употребата на материали за отрицателни електроди преди литиране/предварително натрийиране; „Самогенерираният отрицателен електрод“ е по-радикален, обикновено се сглобява без отрицателен електрод или само с много тънък специален зародишен слой. Металните йони се получават от положителния електрод по време на първото зареждане и слой от отрицателен електрод се "самогенерира" върху токоприемника на отрицателния електрод. Разпененото фолио осигурява идеална анодна "основа" за тези две технологии.

1. Натриево-йонна батерия: гениално приложение на разпенено алуминиево фолио

Традиционно алуминият и натрият претърпяват легиращи реакции при ниски потенциали, така че медното фолио обикновено се използва като токоприемник за натриеви отрицателни електроди. Въпреки че специалният зародишен слой и проводящият въглероден слой могат частично да решат този проблем, появата на разпенено алуминиево фолио отвори нова идея за дизайна на натриев отрицателен електрод.

1.1 Като домакин на „самогенериран отрицателен електрод“: самото ултра-разпенено алуминиево фолио може да се използва като отрицателен колектор. Неговото огромно три{3}}измерно пространство и специфична повърхност могат ефективно да поемат металния натрий, утаен по време на първия процес на разреждане на заряда. Тази структура може ефективно да разпръсне плътността на тока, да потисне растежа на дендритите и да подобри безопасността.

1.2 Перфектна комбинация с порести въглеродни материали: отличен размер на порите и еднородност и ултра-висока порьозност, подходящо за микропоцинковани, калаени, никелирани VGCF (въглеродни влакна, отгледани на пара), въглеродни тръби от кристален клас и други порести въглеродни серии, разпененото алуминиево фолио може да се превърне в мощна „активна рамка“.

Например галванизирано и калайдисано алуминиево фолио от пяна: поцинкованото е отличен аноден материал за натриеви йони, който е микропокрит върху рамката от пяна от алуминий, за да образува анод с висока-производителност, който интегрира проводимост, афинитет към натрий и афинитет към литий, разширяване на обема на буфера и осигурява място за съхранение на натрий.

1.3 фолио от композитна пяна от VGCF/кристална тръба: тези въглеродни материали с висока специфична повърхност и стабилна структура се запълват или отглеждат в три-измерните канали на фолиото от пяна, за да се изгради отлична проводяща мрежа и канал за йонно предаване, което значително подобрява капацитета и стабилността на цикъла на отрицателния електрод.

1.4 Уникалната синтерована медна пяна и микропореста мед образуват нано мезопори по вътрешните и външните стени, като специфичната повърхност далеч надвишава тази на силициевия отрицателен електрод и литиево-металния отрицателен електрод (трудна стабилност) (огромен проблем с разширението). пенестата мед съчетава перфектно технологията за синтероване на мед на базата на своята уникална микропореста технология.

2. Литиева батерия: анодът без литий от пеномедно фолио е "умело комбиниран"

В технологията на литиевата батерия без отрицателен електрод, стойността на медното фолио е по-важна.

Идеален субстрат за отлагане на метален литий: В батерия с неотрицателен електрод, металният литий трябва да бъде равномерно отложен върху медното фолио по време на първото зареждане. Традиционното гладко медно фолио е предразположено към локален растеж на литиеви дендрити и образуване на "мъртъв литий". Три-измерната пореста структура на пенообразно микропоресто медно фолио може да „заключи“ литиевия метал вътре в отвора, да реализира равномерно зародишно образуване и отлагане на ултра-висока специфична повърхност и значително да подобри кулоновата ефективност и безопасността.

„Гениална комбинация“ от въглеродни влакна: Както казахте, въглеродните влакна (като VGCF кристална въглеродна тръба) могат да се комбинират с пеномед за изграждане на проводяща мрежа, обичаща лития, в порите. Тази мрежа може не само да ръководи равномерното отлагане на литий, но и ефективно да буферира промените в обема по време на процеса на зареждане и разреждане, което е един от ключовите технологични пътища за постигане на дълъг-живот на неотрицателни литиеви батерии.

Като укрепваща рамка на "няколко отрицателни електрода": дори ако се използва малко количество силициев въглен или графитен отрицателен електрод и неговата суспензия се напълни в разпенено медно фолио, може да се образува тънко покритие на отрицателния електрод без напукване, крехкост и падане. В същото време триизмерната проводяща мрежа осигурява отлична производителност на увеличение, с дебелина само 1/10, 2/100 от оригинала, така че да се постигне по-висока енергийна плътност, и има огромни разходни предимства.

За повече подробности, моля, посетете нашата продуктова връзка: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-foil.html

Тази уникална технология позволява на продукта да постигне стабилно масово производство с ниски-разходи и предимството му в цената ще идва от два аспекта: първо, производствената скорост на самия материал и високата порьозност, която спестява материали и намалява теглото; Второто е намалението на всеобхватните производствени и производителни разходи на батериите, предизвикано от него (почти без необходимост от отрицателно терминално оборудване, място и инвестиция в процеса), което ще преобърне цялата индустрия на отрицателни електроди на батерии.

Въздействието върху производството на батерии

1. Ускоряване на комерсиализацията на технологията „без отрицателен електрод/няколко отрицателни електрода“: осигуряване на най-критичното основно решение за този най-обещаващ технологичен маршрут с висока-енергийна плътност, което прави батерии с енергийна плътност от 500Wh/kg и повече реалност в рамките на съществуващите системи и възможности на оборудването.

2. Насърчаване на пробив в производителността на натриево-йонни батерии: осигуряване на нова платформа за проектиране на натриеви отрицателни електроди, която се очаква да реши проблемите с ниския капацитет на въглеродния материал и голямото разширяване на обема на сплавните материали в натриевите отрицателни електроди, като допълнително подобрява енергийната плътност и цикъла на живота на натриевите батерии и значително повишава тяхната конкурентоспособност спрямо литиевите батерии.

3. Преоформяне на производствените процеси на батерии: може да изисква разработването на нов пълнеж на суспензия от електроди, технологии за пресоване с валци и дори да доведе до напълно нов производствен процес на „интегриране на токосъбирателни електроди“.

Въздействието върху производството на фолио

1. Надстройката от „стока“ към „технологичен продукт“: Колекторите за течности вече не са просто стандартизирани метални листове, а са се превърнали във високо-технологични бариерни продукти със сложни микроструктури и персонализирани функции. Фокусът на стойността на индустрията ще се измести от прости такси за обработка към премии за технологии.

2. Задействане на нов кръг от технологична конкуренция: Традиционните гиганти на фолиото като Nord и Jiayuan ще се изправят пред огромни предизвикателства и трябва да инвестират в научноизследователска и развойна дейност, за да проследят подобни порести токоотводни технологии, в противен случай ще се изправят пред риска от смущение на пазара.

3. Реконструкция на промишлената верига: производителите на оборудване нагоре по веригата трябва да разработят оборудване, способно да произвежда такъв ултра-тънък пенеста метал с голяма порьозност; Фабриките за батерии надолу по веригата трябва да преоценят своята верига за доставки и да се обвържат предварително с доставчици на фолио с основни възможности за иновации.

За повече подробности, моля, посетете нашата продуктова връзка: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper-foil.html

Триизмерните токоприемници са важна посока за развитието на производството на батерии, а три{0}}технологията за триизмерен токоприемник е техническата гаранция за комерсиализацията на силициеви въглеродни, литиеви-твърди{1}}състояние и усъвършенствани литиево-йонни батерии.

Шестте основни посоки на приложение на три{0}}измерните колектори на ток са: без отрицателен електрод/самогенериране, твърдо/полу-твърдо състояние, суперкондензатор/сух кондензатор, силициев въглероден отрицателен електрод, сух проводим здрав скелет, топлопроводимост/топлинен капацитет/адсорбция/филтрация.

Високо свързване/нисък импеданс/високо увеличение/устойчивост на ниска температура

Вграждане и проникване на активни материали за предотвратяване на отделяне, удължаване на живота на батерията, стабилизиране на цикъла, увеличаване на контактната площ на електрода на електролита, намаляване на съпротивлението при пренос на заряд, свързване нагоре и надолу, удвояване на проводящата площ на носене и намаляване на импеданса

Намаляване на плътността на тока и насочване на потискането на дендритите

Забавител на горенето, промяна на фазата, безопасност на PTC резистора, керамика, анти{0}}корозия, афинитет към натрий (като цинк, сребро), афинитет към литий (като калай), йонно ускоряване и други предпазни праймери, частично диспергиране и намаляване на плътността на тока в точката на пробиване на иглата, насочване на страничния растеж в отвора на кристалния клон и избягване на вертикално пробиване на диафрагма

Натриева/литиева батерия: без отрицателен електрод/самогенерираща се

Оптимизиране на порести въглеродни системи, VGCF, COFS, Стъпаловиден дизайн на дънното покритие на въглеродни нанотръби с мустаци се превърна в ключов материал за фолио за „технологията без отрицателен електрод/самогенериране“ на натриеви и литиеви батерии, значително подобрявайки енергийната плътност и подпомагайки разработването на технология без отрицателен електрод

Йонно много{0}}канално бързо зареждане и разреждане

Значително подобрява първоначалната ефективност, увеличава капацитета на повърхността, образува три-измерна взаимосвързана мрежа от микропори, инфилтрира и избягва локални сухи зони, ускорява миграцията на йони (значително увеличава каналите за инфилтрация на електролита) и се адаптира към бързо зареждане и разреждане

Твърд/сух фолиен материал

Директното оформяне на полярни плочи (като изтегляне и пръскане) значително намалява трудността на образуването на PVDF/PTFE фиброзен филм, с горни и долни връзки отвътре и отвън, висока якост, ниско съпротивление и няма нужда от вторично прехвърляне към фолийния материал

Проводим двоен скелет с буферно разширение

Осигурете силни експандиращи скелети от силициев въглерод, фосфорен въглерод и високо съдържание на силиций, проучете нови технологични пътища за директно отлагане на силиций и въглеродно покритие, облекчете проблемите с напукване при разширение и поддържайте дизайни на по-дебели електроди (висок капацитет на натоварване) с отлични възможности за транспортиране на йони

Порите са фини и еднакви, със среден размер на порите 40/50um. Продуктът от следващо поколение има среден размер на порите от 21 um и се произвежда масово-; Малка вариация в якостта на опън; Няма нужда от вторична пасивация, тази технология има ниско вътрешно съпротивление, няма петна от окисляване и няма химически/термични проблеми

Остатъчни и пасивиращи следи от агенти; Подобно на оригиналния фолиен материал, той може да се използва при директен контакт.

Микропорестото фолио от пяна не е просто подобрение на процеса, а иновация на долния слой на материалната система. Той точно удря гърлото на разработването на технология за батерии от следващо-поколение, предоставяйки въображаемо решение на дългогодишния-проблем с отрицателните електроди в индустрията.

Въпреки че надеждността, последователността и дългосрочните-циклични данни на широкомащабното му-приложение все още трябва да бъдат тествани от пазара, появата му несъмнено хвърли „дълбока водна бомба“ за индустрията за батерии и фолио. Той ни казва, че технологичните пробиви често идват от преосмисляне на най-фундаменталните принципи на логиката. Тъй като колекторът на ток преминава от дву-измерен към три-измерен, специалното лепило и технологиите за синтероване на мед, разработени по същото време, също отварят ново и необятно „звездно небе“ в бъдещето на батериите.