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涂覆铝箔

2021-02-19 01:42:01 暂无评论 百科

涂覆铝箔

涂覆铝箔是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上,使之能提供极佳的静态导电性能。

涂覆铝箔

利用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新,覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅度降低正/负极材料和集流之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,可减少粘结剂的使用量,进而使电池的整体性能产生显着的提升。

分类

涂覆铝箔涂层分水性(水剂体系)和油性(有机溶剂体系)两种类型。
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工作原理

导电涂层是由分散好的纳米导电石墨包覆颗粒等所组成。它能提供极佳的静态导电性能,是一层保护能量吸收层。它也能提供好的遮盖防护性能。涂层有水性的和溶剂性的,能套用在铝片,铜片,不鏽钢,铝和钛双极板上。

优势

涂覆铝箔对锂电池的性能带来以下提升
  1. 降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;
    2. 显着提高电池组的一致性,降低电池组成本;
    3. 提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片製造成本;
    4. 减小极化,提高倍率性能,减低热效应;
    5. 防止电解液对集流体的腐蚀;
    6. 综合因子进而延长电池使用寿命。
    7. 涂层厚度:常规单面厚1~3μm。
涂碳铝箔/铜箔的性能优势
1.显着提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如:
· 明显降低电芯动态内阻增幅 ;
· 提高电池组的压差一致性 ;
· 延长电池组寿命 ;
· 大幅降低电池组成本。
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2.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片製造成本。如:
· 改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;
· 改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力;
· 改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力;
· 提高极片製成合格率,降低极片製造成本。
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涂碳铝箔与光箔的电池极片粘附力测试图
使用涂碳铝箔后极片粘附力由原来10gf提高到60gf(用3M胶带或百格刀法),粘附力显着提高。
3.减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。如:
· 部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;
· 改善活性物质和集流体之间的电接触;
· 减少极化,提高功率性能。
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不同铝箔的电池倍率性能图
其中C-AL为涂碳铝箔,E-AL为蚀刻铝箔,U-AL为光铝箔
4.保护集流体,延长电池使用寿命。如:
· 防止集流极腐蚀、氧化;
· 提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;
· 可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标準箔材。
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不同铝箔的电池循环曲线图(200周)
其中(1)为光铝箔,(2)为蚀刻铝箔,(3)为涂碳铝箔

行业套用

丰田动力车採用NCA类锂离子电池
丰田在“AABC 2010”上发表了题为“插电式混合动力车的发展(Development of Plug-in Hybrid Vehicle)”的演讲,介绍了该公司配备于“普锐斯插电式混合动力车”锂离子充电单元的详情。该电池单元为5Ah方形单元,电压为3.6V。单位重量的能量密度为73Wh/kg,单位体积的能量密度为103Wh/L。重量为245g。外形尺寸为110mm×14mm×112mm。
正极材料为Li(Ni-Al-Co)O2,即NCA类,负极材料为碳类。虽未公开详情,但据称正极集电体——铝箔上设有涂层,在其上涂有NCA类电极材料。隔膜则採用了由PP和PE构成的产品。
为了提高安全性,在负极上形成了耐热性较高的陶瓷层“HRL:Heat Resistance Layer”。该技术此前已由松下在圆筒形电池单元上实现了实用化。此外,还採用了PTC元件以防止过充电的发生。
丰田表示,由于最佳化了电极材料的涂布方法等,即使行驶20万英里(约32万km)以上,电池单元的内部电阻也几乎没有增加。

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