Ce este folia de aluminiu?
Majoritatea oamenilor se gândesc la Reynolds Wrap când aud folie de aluminiu. În lumea bateriilor ne referim la cu totul altceva.
LOTTE Aluminium a început terenul la uzina lor din Elizabethtown în 2022. Am trecut cu mașina pe lângă șantier în toamna trecută și clădirea era ridicată, echipamentele intră. Au ales acel loc pentru că Ford și SK construiesc complexul de baterii BlueOval la cinci mile mai jos de drum. Are sens. Vrei ca furnizorul tău de folie să se închidă atunci când rulezi 36.000 de tone pe an printr-o linie de acoperire.
Folia pe care o va face LOTTE este pentru catozi. Fiecare celulă de litiu-ion are înăuntru doi colectori de curent. Cupru pe partea anodului. Aluminiu pe partea catodului. Materialul activ-NMC-ul dvs. sau LFP-ul dvs. sau orice substanță chimică pe care o utilizați-se acoperă pe aceste folii sub formă de suspensie umedă. Odată ce se usucă ai un electrod.
Oamenii se întreabă de ce să nu folosești același metal pentru ambele. Cuprul ar fi mai simplu. Un lanț de aprovizionare în loc de două.
Aici este problema. Cuprul se dizolvă.
La catod stai peste 3,5 volți față de litiu. Cuprul nu se poate descurca cu asta. Se oxidează și intră în soluție. Samsung SDI a publicat un buletin tehnic în urmă cu câțiva ani care arată că cuprul începe să se corodeze în jurul valorii de 3,4 volți. Sfârșiți cu ioni de cupru care plutesc în electrolit și, în cele din urmă, se vor placa pe anod. Asta ucide celula.
De asemenea, aluminiul se oxidează, dar stratul de oxid pe care îl formează este diferit. Oxidul de aluminiu este dens și stabil. De fapt, protejează metalul de dedesubt. Stratul are o grosime de doar câțiva nanometri, așa că electronii au un tunel direct. Obțineți rezistență la coroziune și conductivitate în același timp.
Folia în sine este subțire. Vorbim de la 10 la 12 microni pentru majoritatea celulelor de producție. UACJ din Japonia își specifică rulourile la plus sau minus o jumătate de micron pe lățime. Asta este strâns. Pentru referință, o coală de hârtie de copiere are aproximativ 100 de microni.
Diluantul este mai bun pentru densitatea energetică. Fiecare gram de aluminiu care nu este material activ este greutate moartă. Unii producători de celule au împins până la 8 microni. Compensația este manipularea. Rupturi subțiri ale foliei pe linia de acoperire. Controlul tensiunii tale trebuie să fie perfect. O încrețitură și acea secțiune a electrodului este resturi.
„Vedem o presiune constantă din partea clienților pentru a se subțire în fiecare an”, mi-a spus luna trecută un inginer de proces de la o operațiune de acoperire din Midwest. „Echipamentul poate face asta, dar rata de respingere crește. La un moment dat pierzi mai mult material până la lacrimi decât economisești în greutate”.
Contează și puritatea. Aluminiul-bateriei trebuie să fie peste 98 la sută. Impuritățile precum fierul sau siliciul creează incluziuni pe suprafața foliei. Acele incluziuni devin puncte slabe. Acoperirea nu aderă corect sau aveți găuri. În orice caz, celula eșuează QC.
Cea mai mare parte a foliei de baterie din lume provine încă din Asia. UACJ și Toyo în Japonia. LOTTE și Dongwon în Coreea. O jumătate de duzină de mari producători din China, inclusiv Ding Sheng și Nanshan. Fabrica din Kentucky este una dintre primele încercări serioase de producție internă. Se vorbește despre alții care urmează, dar încă nimic concret.
Pentru celulele LFP, mulți producători au trecut la folie acoperită cu carbon-. Dunmore din Bristol, Pennsylvania face asta. Ei pun jos un grund subțire de carbon înainte de a acoperi materialul activ. Ajută la aderență, deoarece LFP nu se lipește de aluminiul pur la fel de bine ca NMC. De asemenea, reduce rezistența de contact la interfață.
Ce altceva. Reciclare. Când celulele ajung la sfârșitul vieții, le puteți sfărâma și separa aluminiul de masa neagră. Metalul recuperat merge înapoi la o topitorie. Nu este chiar bucla închisă, deoarece pierzi ceva la fiecare pas, dar mai bine decât să-l depozitezi.
Ar trebui să menționez chestia cu valoarea dină. Energia de suprafață. Suprafața foliei trebuie să fie suficient de curată încât pasta de electrozi să o umezească uniform. Măsurați asta în dine pe centimetru. Majoritatea specificațiilor necesită 32 sau mai mult. Dacă folia a stat prea mult timp într-un depozit și a preluat contaminarea, veți vedea mărgele suspensie în timpul acoperirii. Este o zi proastă.
Oricum. Adică folie de aluminiu în baterii. Nimic nu seamănă cu ce este în sertarul din bucătărie.
