Blog
เหตุใดแผ่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงใช้ฟอยล์ทองแดงสำหรับขั้วลบและอลูมิเนียมฟอยล์สำหรับขั้วบวก
09 Aug 2023
สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตัวสะสมประจุบวกตามปกติคืออลูมิเนียมฟอยล์ และตัวสะสมประจุลบคือฟอยล์ทองแดง เพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของของเหลวสะสมภายในแบตเตอรี่ ความบริสุทธิ์ของทั้งสองจะต้องสูงกว่า 98% ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีลิเธียมอย่างต่อเนื่องไม่ว่าจะเป็นการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมของผลิตภัณฑ์ดิจิทัลหรือแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้าเราทุกคนหวังว่าความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ น้ำหนักของแบตเตอรี่จะเบาลงเรื่อย ๆ และสิ่งที่สำคัญที่สุดในการสะสมของไหลคือการลดความหนา และน้ำหนักของการสะสมของเหลว และลดปริมาตรและน้ำหนักของแบตเตอรี่อย่างสังหรณ์ใจ ทำไมอิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงใช้อลูมิเนียมฟอยล์ และอิเล็กโทรดลบใช้ฟอยล์ทองแดง มีเหตุผลสามประการ:

ประการแรกฟอยล์อลูมิเนียมทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี เนื้อนุ่ม และราคาถูก ดังที่เราทุกคนทราบหลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมคืออุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีที่แปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นในกระบวนการนี้ เราจำเป็นต้องมีตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าที่แปลงเป็นพลังงานเคมี ในที่นี้เราต้องการวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในวัสดุทั่วไป วัสดุโลหะเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการนำไฟฟ้า และในวัสดุโลหะ ราคาถูกและนำไฟฟ้าได้ดี: ฟอยล์ทองแดงและอลูมิเนียมฟอยล์ ในเวลาเดียวกัน สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม เรามีวิธีการประมวลผลสองวิธีเป็นหลัก: การม้วนและการเคลือบ สัมพันธ์กับการคดเคี้ยว แผ่นอิเล็กโทรดที่ใช้ในการเตรียมแบตเตอรี่จะต้องมีความนุ่มนวลเพื่อให้แน่ใจว่าแผ่นอิเล็กโทรดจะไม่เกิดขึ้นในความเปราะบางของขดลวดและปัญหาอื่น ๆ และวัสดุโลหะ ทองแดง อลูมิเนียมฟอยล์ก็เป็นโลหะอ่อนเช่นกัน สุดท้ายนี้ ให้พิจารณาค่าใช้จ่ายในการเตรียมแบตเตอรี่ โดยค่อนข้างพูด ราคาของอลูมิเนียมฟอยล์ทองแดงค่อนข้างถูก และทรัพยากรทองแดงและอลูมิเนียมของโลกก็อุดมสมบูรณ์

ประการที่สอง อลูมิเนียมฟอยล์ทองแดงก็ค่อนข้างเสถียรในอากาศเช่นกัน อลูมิเนียมทำปฏิกิริยาทางเคมีกับออกซิเจนในอากาศได้ง่าย ทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์หนาแน่นบนชั้นผิวของอะลูมิเนียม เพื่อป้องกันปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมเพิ่มเติม และฟิล์มออกไซด์บางนี้ยังมีผลในการป้องกันอะลูมิเนียมในอิเล็กโทรไลต์อีกด้วย ทองแดงเองค่อนข้างเสถียรในอากาศ และโดยพื้นฐานแล้วไม่ทำปฏิกิริยากับอากาศแห้ง

ประการที่สาม ศักยภาพเชิงบวกและเชิงลบของแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นตัวกำหนดอิเล็กโทรดบวกด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ และอิเล็กโทรดเชิงลบด้วยฟอยล์ทองแดง แทนที่จะเป็นอย่างอื่น ศักย์ไฟฟ้าบวกนั้นสูงและฟอยล์ทองแดงนั้นง่ายต่อการออกซิไดซ์ที่มีศักยภาพสูง ในขณะที่อลูมิเนียมมีโอกาสเกิดออกซิเดชันสูงและชั้นผิวของอลูมิเนียมฟอยล์มีฟิล์มออกไซด์หนาแน่นซึ่งมีผลการป้องกันที่ดีเช่นกัน บนอลูมิเนียมภายใน ทั้งสองชนิดถูกใช้เป็นตัวสะสมของเหลวเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี มีเนื้อสัมผัสค่อนข้างอ่อน (ซึ่งอาจเอื้อต่อการยึดเกาะ) ค่อนข้างพบได้ทั่วไปและมีราคาไม่แพง และทั้งสองชนิดสามารถสร้างฟิล์มป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวได้

โลหะอะลูมิเนียมมีขนาดโมฆะแบบโครงตาข่ายซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของ Li และง่ายต่อการสร้างสารประกอบคั่นระหว่างหน้าโลหะด้วย Li, Li และ Al ไม่เพียงแต่ก่อตัวเป็นโลหะผสมที่มีสูตรทางเคมี LiAl เท่านั้น แต่ยังอาจก่อตัวเป็น Li3Al2 หรือ Li4Al3 อีกด้วย เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะ Al และ Li มีปฏิกิริยาสูง โลหะ Al จึงใช้ Li จำนวนมาก และโครงสร้างและรูปแบบของมันก็ถูกทำลายด้วย ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นตัวสะสมของเหลวสำหรับขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน . ในกระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ Cu มีความจุลิเธียมฝังตัวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างและประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า และสามารถใช้เป็นตัวสะสมของเหลวสำหรับขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เมื่อฟอยล์ Cu อยู่ที่ 3.75V กระแสโพลาไรเซชันจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง และออกซิเดชันจะรุนแรงขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่า Cu จะไม่เสถียรที่ศักยภาพนี้ ในช่วงศักยภาพโพลาไรเซชันทั้งหมดของอลูมิเนียมฟอยล์ กระแสโพลาไรเซชันมีขนาดเล็กและคงที่ ไม่พบปรากฏการณ์การกัดกร่อนที่ชัดเจน และประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้ามีเสถียรภาพ เนื่องจากความสามารถในการแทรกลิเธียมเล็กน้อยในช่วงศักยภาพเชิงบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Al จึงสามารถรักษาเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้าได้ และเหมาะสำหรับของเหลวตัวสะสมเชิงบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ประการที่สอง ชั้นออกไซด์ของพื้นผิวทองแดง/นิกเกิลเป็นสารกึ่งตัวนำ การนำอิเล็กตรอน ชั้นออกไซด์หนาเกินไป ความต้านทานมีขนาดใหญ่ ชั้นอลูมินาออกไซด์บนพื้นผิวของอลูมิเนียมเป็นฉนวน ชั้นออกไซด์ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ แต่เนื่องจากมีความบางมาก การนำไฟฟ้าจึงทำได้ผ่านเอฟเฟกต์อุโมงค์ หากชั้นออกไซด์หนา ระดับการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมฟอยล์คือ แย่และแม้กระทั่งฉนวน การเก็บของเหลวทั่วไปก่อนการใช้งานควรผ่านการทำความสะอาดพื้นผิว ในด้านหนึ่งเพื่อล้างน้ำมันออก พร้อมทั้งขจัดชั้นออกไซด์ที่หนาออก

ประการที่สาม ศักย์ไฟฟ้าบวกจะสูงและชั้นอลูมิเนียมออกไซด์บาง ๆ มีความหนาแน่นมาก ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของการสะสมของของเหลวได้ ชั้นทองแดง/นิกเกิลฟอยล์ออกไซด์ค่อนข้างหลวม เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ศักยภาพที่ต่ำกว่าจะดีกว่า และ Li เป็นเรื่องยากที่จะสร้างโลหะผสมลิเธียมฝังด้วย Cu/นิกเกิลที่มีศักยภาพต่ำ แต่ถ้าพื้นผิวทองแดง/นิกเกิลเป็น เมื่อออกซิไดซ์ในปริมาณมาก Li จะทำปฏิกิริยากับทองแดง/นิกเกิลออกไซด์ที่มีศักยภาพสูงกว่าเล็กน้อย อลูมิเนียมฟอยล์ไม่สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดเชิงลบได้ และการผสม LiAl จะเกิดขึ้นที่ศักยภาพต่ำ ประการที่สี่ ของเหลวสะสมต้องมีองค์ประกอบที่บริสุทธิ์ ความไม่บริสุทธิ์ขององค์ประกอบของ Al จะทำให้ฟิล์มพื้นผิวไม่หนาแน่นและเกิดการกัดกร่อนแบบจุด และยิ่งกว่านั้นเนื่องจากการทำลายของฟิล์มพื้นผิวทำให้เกิดโลหะผสม LiAl ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของกระแสไฟฟ้าลิเธียมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาตัวสะสมของเหลวสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมก็รวดเร็วเช่นกัน อลูมิเนียมฟอยล์ที่เป็นบวกได้ลดลงจาก 16um ในปีก่อนหน้าเป็น 14um และจากนั้นเป็น 12um และขณะนี้ผู้ผลิตแบตเตอรี่หลายรายได้ผลิตอลูมิเนียมฟอยล์ 10um ที่ผลิตจำนวนมากและแม้กระทั่ง 8um ฟอยล์ทองแดงเชิงลบเนื่องจากความยืดหยุ่นที่ดีของฟอยล์ทองแดง ความหนาของมันจึงลดลงจาก 12um ก่อนหน้าเป็น 10um และจากนั้นเป็น 8um จนถึงขณะนี้ผู้ผลิตแบตเตอรี่จำนวนมากใช้ 6um ในการผลิตจำนวนมาก และผู้ผลิตบางรายกำลังพัฒนา 5um/4um สามารถใช้ได้ เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมมีข้อกำหนดความบริสุทธิ์สูงสำหรับทองแดงอลูมิเนียมฟอยล์ที่ใช้ ความหนาแน่นของวัสดุโดยทั่วไปจะอยู่ในระดับเดียวกัน และด้วยความหนาของการพัฒนาที่ลดลง ความหนาแน่นของพื้นผิวก็ลดลงตามไปด้วย และน้ำหนักของแบตเตอรี่ก็น้อยลงเรื่อยๆ ตามธรรมชาติ ซึ่งตรงกับความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมของเรา ข้อกำหนดความหยาบพื้นผิวของอลูมิเนียมฟอยล์ทองแดงสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม: สำหรับตัวเก็บของเหลว นอกเหนือจากความหนาและน้ำหนักของมันยังส่งผลกระทบต่อแบตเตอรี่ลิเธียมแล้ว ประสิทธิภาพพื้นผิวของตัวเก็บของเหลวยังมีผลกระทบต่อการผลิตและประสิทธิภาพของ แบตเตอรี่. โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากข้อบกพร่องของเทคโนโลยีการเตรียม แผ่นทองแดงในตลาดส่วนใหญ่เป็นขนแกะด้านเดียว ขนสัตว์สองด้าน และพันธุ์เคลือบหยาบสองด้าน โครงสร้างที่ไม่สมมาตรของทั้งสองด้านทำให้เกิดความต้านทานการสัมผัสแบบไม่สมมาตรของการเคลือบทั้งสองด้านของอิเล็กโทรดลบ เพื่อให้ความจุเชิงลบของทั้งสองฝ่ายไม่สามารถปล่อยออกมาได้เท่าๆ กัน ในเวลาเดียวกัน ความไม่สมดุลของทั้งสองด้านยังทำให้ความแข็งแรงพันธะของการเคลือบด้านลบไม่สอดคล้องกัน และอายุการใช้งานของวงจรการคายประจุของการเคลือบด้านลบทั้งสองด้านนั้นไม่สมดุลอย่างมาก จึงเร่งการลดทอนความจุของแบตเตอรี่

    แท็ก :

คุณกำลังมองหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมืออาชีพของ EverExceed ผลิตภัณฑ์และโซลูชั่นพลังงาน? เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ เสมอ. กรุณากรอกแบบฟอร์มและตัวแทนขายของเราจะ ติดต่อคุณในไม่ช้า
ลิขสิทธิ์ © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.สงวนลิขสิทธิ์.
ฝากข้อความ
everexceed
ถ้าคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ของเราและต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมกรุณาฝากข้อความที่นี่เราจะตอบคุณโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้

บ้าน

ผลิตภัณฑ์