Folia de spumă ultra subțire face viitorul bateriei cu sodiu/litiu fără electrod negativ

După sute de cercetări și dezvoltare inteligente și direcționale „încercare și erori”, am început cu succes să producem folie de cupru microporoasă cu spumă ultra{-subțire (10-20 μm, porozitate 90%) și folie de aluminiu microporoasă cu spumă ultra{-subțire (15-30 μm, porozitate 85%) pentru livrarea probei. Acest produs, cu caracteristicile sale structurale perturbatoare, a primit imediat comenzi de achiziții și testare de la producătorii de baterii de top la lansare, ceea ce indică faptul că ar putea juca un rol cheie în următoarea generație de tehnologie a bateriilor, în special în domeniul de ultimă oră al „bateriilor cu sodiu/litiu cu mai puțini electrozi negativi/electrozi negativi autogenerați”.

Colectoarele de curent tradiționale (folie de aluminiu cu electrod pozitiv, folie de cupru cu electrod negativ) sunt folii metalice dense a căror funcție principală este colectarea și conducerea electronilor. Folia microporoasă din spumă poate fi înțeleasă ca un colector de tip „cadru conductiv poros tridimensional”.

Avantajele sale principale constau în:

1. Porozitate ultra mare (85% -90%): înseamnă că marea majoritate a volumului său este gol, oferind spațiu și capacitate enormă pentru umplerea cu substanțe active.

2. Ultra subțire și puternic: în timp ce menține o grosime extrem de subțire, structura sa tridimensională, combinată cu un sistem adeziv de microacoperire conductivă cu alungire mare la rupere, poate depăși rezistența mecanică și flexibilitatea materialelor tradiționale din folie.

3. Suprafață specifică uriașă: combinată cu spumă ordonată și înstelată, structura rețelei tri-dimensională își face suprafața mult mai mare decât cea a foliei plane bi-dimensionale, reducând impedanța de contact și densitatea curentului.

4. Dimensiunea adecvată a porilor și intervalul de distanță: aceste caracteristici rezolvă punctele dureroase de bază ale traseului actual al tehnologiei bateriei de „puțini electrozi negativi/electrozi negativi autogenerați” la costuri reduse, urmărind în același timp o densitate de energie ultra-înaltă. Poate asigura capacitatea, rata de performanță și durata de viață a bateriei fără a fi nevoie de acumulatorul de sodiu existent, carbon dur și grafit de baterie cu litiu.

Tehnologia „electrod mai puțin negativ” își propune să reducă foarte mult utilizarea materialelor cu electrozi negativi de pre litiare/pre sodiare; „Electrodul negativ autogenerat” este mai radical, de obicei asamblat fără electrod negativ sau doar cu un strat special de semințe foarte subțire. Ionii metalici sunt obținuți de la electrodul pozitiv în timpul primei încărcări, iar un strat de electrod negativ este „autogenerat” pe colectorul de curent al electrodului negativ. Folia de spumă oferă o „bază” anodică ideală pentru aceste două tehnologii.

1. Baterie cu ioni de sodiu: aplicare ingenioasă a foliei de aluminiu spumă

În mod tradițional, aluminiul și sodiul suferă reacții de aliere la potențial scăzut, astfel încât folia de cupru este folosită în mod obișnuit ca colector de curent pentru electrozii negativi de sodiu. Deși stratul special de semințe și stratul de acoperire cu carbon conductiv pot rezolva parțial această problemă, apariția foliei de aluminiu din spumă a deschis o nouă idee pentru proiectarea electrodului negativ de sodiu.

1.1 În calitate de gazdă a „electrodului negativ autogenerat”: folia de aluminiu cu spumă ultra-spumă în sine poate fi folosită ca colector negativ. Spațiul său tridimensional uriaș și suprafața specifică pot găzdui eficient sodiul metalic precipitat în timpul primului proces de descărcare a sarcinii. Această structură poate dispersa eficient densitatea curentului, poate suprima creșterea dendritei și poate spori siguranța.

1.2 Combinație perfectă cu materiale de carbon poroase: dimensiunea și uniformitatea excelentă a porilor și porozitatea ultra-înaltă, potrivite pentru VGCF (fibră de carbon crescută în vapori), tuburi de carbon de calitate cristal și alte serii de carbon poros, folia de aluminiu spumă poate deveni un „cadru activ” puternic.

De exemplu, folie de aluminiu din spumă galvanizată și cositorită: galvanizat este un material excelent anodic cu ioni de sodiu, care este microplacat pe cadrul din spumă de aluminiu pentru a forma un anod de înaltă{0}}performanță care integrează expansiunea volumului tamponului de conductivitate, afinitate de sodiu și afinitate de litiu și oferă un loc de stocare a sodiului.

1.3 Folie de spumă compozită cu tub de carbon VGCF/crystal grade: aceste materiale de carbon cu suprafață specifică mare și structură stabilă sunt umplute sau crescute în canalele tri-dimensionale ale foliei de spumă pentru a construi o rețea conductivă excelentă și un canal de transmisie ionică, care îmbunătățește considerabil capacitatea și stabilitatea ciclului electrodului negativ.

1.4 Cupru spumă sinterizată unică și cuprul microporos formează nano mezopori pe pereții interiori și exteriori, cu suprafața specifică depășind cu mult pe cea a electrodului negativ siliciu și a electrodului negativ litiu metal (stabilitate dificilă) (problemă uriașă de expansiune). spuma de cupru combină perfect tehnologia de sinterizare a cuprului pe baza tehnologiei sale microporoase unice.

2. Baterie cu litiu: anodul fără litiu din folie de cupru spumă este „combinat cu pricepere”

În tehnologia bateriei cu litiu fără electrod negativ, valoarea foliei de cupru spumă este mai proeminentă.

Substratul ideal de depunere cu litiu metalic: Într-o baterie cu electrod nenegativ, litiu metalul trebuie să fie depus uniform pe folia de cupru în timpul primei încărcări. Folia tradițională de cupru netedă este predispusă la creșterea locală a dendritelor de litiu și la formarea de „litiu mort”. Structura poroasă tridimensională a foliei de cupru microporoasă din spumă poate „bloca” metalul de litiu în interiorul găurii, poate realiza nuclearea uniformă și depunerea unei suprafețe specifice ultra-înalte și poate îmbunătăți semnificativ eficiența și siguranța coulombului.

„Combinație ingenioasă” de fibră de carbon: După cum ați spus, fibra de carbon (cum ar fi tubul de carbon VGCF) poate fi combinată cu spuma de cupru pentru a construi o rețea conducătoare iubitoare de litiu în porii săi. Această rețea poate nu numai să ghideze depunerea uniformă a litiului, ci și să tamponeze eficient modificările de volum în timpul procesului de încărcare și descărcare, care este una dintre căile tehnologice cheie pentru a obține baterii cu litiu cu durată lungă de viață-non negative.

Ca un cadru de întărire al „puțini electrozi negativi”: chiar dacă se folosește o cantitate mică de electrod negativ de siliciu, carbon sau grafit, iar suspensia acestuia este umplută în folie de cupru spumă, se poate forma o acoperire subțire a electrodului negativ fără crăpare, fragilizare și cădere. În același timp, rețeaua conductivă tri-dimensională asigură performanțe excelente de mărire, cu o grosime de doar 1/10, 2/100 față de originală, astfel încât să se obțină o densitate de energie mai mare și are avantaje uriașe de cost.

Pentru mai multe detalii, vă rugăm să vizitați linkul produsului nostru: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminiu-foil.html

Această tehnologie unică permite produsului să realizeze o producție de masă stabilă și cu costuri reduse-, iar avantajul său de cost va veni din două aspecte: în primul rând, viteza de producție a materialului în sine și porozitatea ridicată, care economisește materiale și reduce greutatea; A doua este scăderea costurilor cuprinzătoare de producție și performanță ale bateriilor determinate de aceasta (aproape fără a fi nevoie de echipament terminal negativ, site și investiții în proces), care va răsturna întreaga industrie a bateriilor cu electrozi negativi.

Impactul asupra industriei bateriilor

1. Accelerarea comercializării tehnologiei „fără electrozi negativi/puțini electrozi negativi”: oferirea celei mai critice soluții de material de bază pentru această rută tehnologică cu densitate de energie înaltă-promițătoare, transformând bateriile cu densități de energie de 500Wh/kg și peste o realitate în cadrul capabilităților sistemelor și echipamentelor existente.

2. Promovarea progreselor în performanța bateriilor cu ioni de sodiu: oferirea unei noi platforme pentru proiectarea electrozilor negativi cu sodiu, care se așteaptă să rezolve problemele legate de capacitatea materialului scăzut de carbon și extinderea volumului mare a materialelor aliaje în electrozii de sodiu negativi, îmbunătățind în continuare densitatea energetică și ciclul de viață al bateriilor cu sodiu și sporind semnificativ competitivitatea acestora față de bateriile cu litiu.

3. Remodelarea proceselor de fabricație a bateriilor: poate necesita dezvoltarea de noi umpleri cu electrozi, tehnologii de presare cu role și chiar poate da naștere unui proces de fabricație complet nou de „integrare a electrodului colector curent”.

Impactul asupra industriei foliei

1. Trecerea de la „marfă” la „produs tehnologic”: colectoarele de fluide nu mai sunt doar foi metalice standardizate, ci au devenit produse de barieră de înaltă-tehnologie, cu microstructuri complexe și funcții personalizate. Accentul valorii industriei se va muta de la simple taxe de procesare la prime de tehnologie.

2. Declanșarea unei noi runde de competiție tehnologică: giganții tradiționali ai foliei, cum ar fi Nord și Jiayuan, se vor confrunta cu provocări uriașe și trebuie să investească în cercetare și dezvoltare pentru a continua tehnologiile de colectare poroase actuale similare, altfel se vor confrunta cu riscul perturbării pieței.

3. Reconstituirea lanțului industrial: producătorii de echipamente din amonte trebuie să dezvolte echipamente capabile să producă o astfel de spumă metalică ultra-subțire, cu porozitate ridicată; Fabricile de baterii din aval trebuie să își reevalueze lanțul de aprovizionare și să se leagă profund cu furnizorii de folie cu capacități de inovare de bază în avans.

Pentru mai multe detalii, vă rugăm să vizitați linkul produsului nostru: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper-foil.html

Colectoarele de curent tridimensionale reprezintă o direcție importantă pentru dezvoltarea industriei bateriilor, iar tehnologia colectoarelor de curent tridimensionale este garanția tehnică pentru comercializarea bateriilor cu siliciu-carbon, cu litiu în stare solidă-și avansate cu litiu-ion.

Cele șase direcții majore de aplicare ale colectoarelor de curent tri-dimensionale sunt: ​​fără electrod negativ/autogenerare, stare solidă/semi-solidă, supercondensator/condensator uscat, electrod carbon negativ siliciu, schelet puternic conductiv uscat, conductivitate termică/capacitate termică/adsorbție/filtrare.

Legare mare/impedanță scăzută/mărire mare/rezistență la temperatură scăzută

Încorporarea și penetrarea materialelor active pentru a preveni desprinderea, prelungirea duratei de viață a bateriei, stabilizarea ciclului, creșterea suprafeței de contact cu electrolitul electrodului, reducerea rezistenței la transferul de încărcare, conectarea în sus și în jos, dublarea suprafeței de transport conductoare și reducerea impedanței

Reducerea densității de curent și ghidarea suprimării dendritelor

Ignifugă, schimbare de fază, rezistență PTC de siguranță, ceramică, anticoroziune, afinitate cu sodiu (cum ar fi zinc, argint), afinitate cu litiu (cum ar fi staniu), accelerare ionică și alte amorse de siguranță, dispersând parțial și reducând densitatea curentului în punctul de perforare a acului, ghidând creșterea laterală în găurile de ramificație de cristal și evitând formarea găurii verticale a ramurilor de cristal

Baterie cu sodiu/litiu: fără electrod negativ/autogenerat

Optimizarea sistemelor de carbon poros, VGCF, COFS, Designul în trepte al acoperirii inferioare a nanotuburilor de carbon cu mustață a devenit un material de folie cheie pentru „tehnologia fără electrod negativ/autogenerare” a bateriilor cu sodiu și litiu, îmbunătățind considerabil densitatea energiei și ajutând la dezvoltarea tehnologiei fără electrozi negativi.

Încărcare și descărcare rapidă cu mai multe-canale ionice

Îmbunătățește semnificativ eficiența inițială, crește capacitatea suprafeței, formează o rețea tridimensională interconectată de micropori, se infiltrează și evită zonele uscate locale, accelerează migrarea ionilor (crește semnificativ canalele de infiltrare a electroliților) și se adaptează la încărcarea și descărcarea rapidă.

Material folie solid/uscat

Formarea directă a plăcilor polare (cum ar fi desenarea și pulverizarea) reduce foarte mult dificultatea formării peliculei de fibroză PVDF/PTFE, cu conexiuni superioare și inferioare în interior și exterior, rezistență ridicată, rezistență scăzută și nu este nevoie de transfer secundar la materialul foliei.

Buffer expansiune dublu schelet conductiv

Furnizați schelete puternice de expansiune de carbon siliciu, carbon fosfor și siliciu ridicat, explorați noi rute tehnologice pentru depunerea directă a siliciului și acoperirea cu carbon, atenuează problemele de fisurare prin expansiune și susține modele de electrozi mai groase (capacitate de încărcare mare) cu capacități excelente de transport de ioni

Porii sunt fini si uniformi, cu o dimensiune medie a porilor de 40/50um. Produsul de generație următoare are o dimensiune medie a porilor de 21um și a fost produs în masă-; Variație mică a rezistenței la tracțiune; Nu este nevoie de pasivare secundară, această tehnologie are rezistență internă scăzută, fără pete de oxidare și fără probleme chimice/termice

Urme de agent rezidual si pasiv; La fel ca materialul original din folie, poate fi folosit în contact direct.

Folia microporoasă din spumă nu este o simplă îmbunătățire a procesului, ci o inovație a stratului inferior al sistemului de materiale. Ajunge exact în gâtul dezvoltării tehnologiei de-generație a bateriilor următoare, oferind o soluție imaginativă la problema de lungă-cu electrozi negativi din industrie.

Deși fiabilitatea, consistența și datele ciclice-pe termen lung ale aplicației sale pe scară largă-trebuie testate de piață, apariția sa a aruncat, fără îndoială, o „bombă de apă adâncă” pentru industria bateriilor și a foliilor. Ne spune că descoperirile tehnologice vin adesea din regândirea celor mai fundamentale principii ale logicii. Pe măsură ce colectorul actual trece de la bi-dimensional la tri-dimensional, tehnologiile speciale de adeziv și sinterizare a cuprului dezvoltate în același timp deschid, de asemenea, un nou și vast „cer înstelat” în viitorul bateriilor.