Ultratynn skumfolie gjør fremtiden til natrium/litiumbatteri uten negativ elektrode

Etter hundrevis av intelligent og retningsbestemt "prøving og feiling"-forskning og -utvikling, begynte vi å produsere ultra-tynt skum mikroporøs kobberfolie (10-20 μm, porøsitet 90 %) og ultra-tynt skum mikroporøs aluminiumsfolie (15-30 μm, porøsitet 85 %) for prøvelevering. Dette produktet, med sine forstyrrende strukturelle egenskaper, mottok umiddelbart anskaffelses- og testordrer fra topp batteriprodusenter ved lanseringen, noe som indikerer at det kan spille en nøkkelrolle i neste generasjon batteriteknologi, spesielt i det banebrytende feltet "natrium/litiumbatterier med færre negative elektroder/egengenererte negative elektroder".

Tradisjonelle strømsamlere (positiv elektrode aluminiumsfolie, negativ elektrode kobberfolie) er tette metallfolier hvis hovedfunksjon er å samle og lede elektroner. Den mikroporøse skumfolien kan forstås som en kollektor av typen "tre-dimensjonal porøs ledende rammeverk".

Dens kjernefordeler ligger i:

1. Ultra høy porøsitet (85% -90%): betyr at det store flertallet av volumet er tomt, noe som gir enorm plass og kapasitet for fylling av aktive stoffer.

2. Ultratynn og sterk: mens den opprettholder en ekstremt tynn tykkelse, kan dens tre-dimensjonale struktur kombinert med en høy forlengelse ved brudd ledende mikrobelegglimsystem overgå den mekaniske styrken og fleksibiliteten til tradisjonelle foliematerialer.

3. Stort spesifikt overflateareal: kombinert med ordnet og stjerneklart skum, gjør den tre-nettverksstrukturen overflaten mye større enn den til to-planfolie, noe som reduserer kontaktimpedans og strømtetthet.

4. Egnet porestørrelse og avstandsområde: Disse egenskapene løser kjernepunktene i den nåværende batteriteknologiruten med "få negative elektroder/selvgenererte negative elektroder" til lave kostnader, samtidig som de streber etter ultra-høy ​​energitetthet. Det kan sikre kapasiteten, hastighetsytelsen og sykluslevetiden til batteriet uten behov for eksisterende natriumbatteri hardkarbon og litiumbatterigrafitt.

Den "mindre negative elektrode"-teknologien tar sikte på å redusere bruken av pre lithiation/pre sodiation negative elektrodematerialer; Den "selvgenererte negative elektroden" er mer radikal, vanligvis satt sammen uten en negativ elektrode eller med bare et veldig tynt spesielt frølag. Metallioner oppnås fra den positive elektroden under den første ladningen, og et lag med negativ elektrode "genereres selv" på den negative elektrodestrømsamleren. Skumfolien gir en ideell anode "base" for disse to teknologiene.

1. Natriumionbatteri: genial påføring av skum-aluminiumsfolie

Tradisjonelt gjennomgår aluminium og natrium legeringsreaksjoner ved lave potensialer, så kobberfolie brukes ofte som strømkollektor for negative natriumelektroder. Selv om det spesielle frølaget og det ledende karbonbelegget delvis kan løse dette problemet, har fremveksten av skum-aluminiumsfolie åpnet en ny idé for utformingen av en negativ natriumelektrode.

1.1 Som vert for "selvgenerert negativ elektrode": selve den ultra-tynne skum-aluminiumsfolien kan brukes som negativ oppsamler. Dens enorme tre-dimensjonale plass og spesifikke overflate kan effektivt romme natriummetallet som utfelles under den første ladningsutladningsprosessen. Denne strukturen kan effektivt spre strømtetthet, undertrykke dendrittvekst og øke sikkerheten.

1.2 Perfekt kombinasjon med porøse karbonmaterialer: utmerket porestørrelse og ensartethet, og ultra-høy ​​porøsitet, egnet for mikrogalvanisert, tinnbelagt, nikkelbelagt VGCF (dampdyrket karbonfiber), karbonrør av krystallkvalitet og andre porøse karbonserier, skum-aluminiumsfolie kan bli et kraftig "aktivt rammeverk".

For eksempel galvanisert og fortinnet skumaluminiumsfolie: galvanisert er et utmerket natriumionanodemateriale, som er mikrobelagt på skumaluminiumsrammeverket for å danne en høyytelsesanode som integrerer konduktivitet, natriumaffinitet og litiumaffinitetsbuffervolumutvidelse, og gir et lagringssted for natrium.

1.3 VGCF/krystallkvalitet karbonrør kompositt skumfolie: disse karbonmaterialene med høyt spesifikt overflateareal og stabil struktur fylles eller dyrkes i de tre-dimensjonale kanalene til skumfolien for å bygge et utmerket ledende nettverk og ioneoverføringskanal, som i stor grad forbedrer kapasiteten og syklusstabiliteten til den negative elektroden.

1.4 Det unike sintrede skumkobberet og det mikroporøse kobberet danner nano-mesoporer på de indre og ytre veggene, med det spesifikke overflatearealet som langt overstiger det for negativ silisiumelektrode og negativ litiummetallelektrode (vanskelig stabilitet) (stort ekspansjonsproblem). skumkobber kombinerer kobbersintringsteknologi perfekt på grunnlag av sin unike mikroporøse teknologi.

2. Litiumbatteri: den litiumfrie anoden av skumkobberfolie er "dyktig kombinert"

I teknologien til litiumbatteri uten negativ elektrode er verdien av skumkobberfolie mer fremtredende.

Ideelt litiummetallavsetningssubstrat: I et ikke-negativ elektrodebatteri må litiummetall avsettes jevnt på kobberfolien under den første ladningen. Tradisjonell glatt kobberfolie er utsatt for lokal vekst av litiumdendritter og dannelse av "dødt litium". Den tre-dimensjonale porøse strukturen til mikroporøs skum-kobberfolie kan "låse" litiummetall inne i hullet, realisere ensartet kjernedannelse og avsetning av ultra-høy ​​spesifikk overflate, og betydelig forbedre coulomb-effektiviteten og sikkerhetsytelsen.

"Genial kombinasjon" av karbonfiber: Som du sa, karbonfiber (som VGCF krystallkvalitets karbonrør) kan kombineres med skumkobber for å bygge et litiumelskende ledende nettverk i porene. Dette nettverket kan ikke bare veilede den ensartede avsetningen av litium, men også effektivt buffere volumendringene under lade- og utladingsprosessen, som er en av de viktigste teknologiske veiene for å oppnå ikke-negative litiumbatterier med lang-levetid.

Som et styrkende rammeverk av "få negative elektroder": selv om en liten mengde av silisiumkarbon- eller grafittnegativ elektrode brukes og slurryen fylles i skumkobberfolie, kan et tynt negativt elektrodebelegg dannes uten sprekkdannelse, sprøhet og fall av. Samtidig sikrer det tredimensjonale ledende nettverket utmerket forstørrelsesytelse, med en tykkelse på bare 1/10, 2/100 av originalen, for å oppnå høyere energitetthet, og har enorme kostnadsfordeler.

For mer informasjon vennligst besøk produktlenken vår: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-folie.html

Denne unike teknologien gjør det mulig for produktet å oppnå en stabil og lav-kostnadsmasseproduksjon, og kostnadsfordelen vil komme fra to aspekter: For det første, produksjonshastigheten til selve materialet, og den høye porøsiteten, som sparer materialer og reduserer vekten; Den andre er nedgangen i omfattende produksjons- og ytelseskostnader for batterier forårsaket av det (nesten uten behov for negativt terminalutstyr, plassering og prosessinvesteringer), som vil velte hele den negative elektrodeindustrien av batterier.

Virkningen på batteriindustrien

1. Fremskynde kommersialiseringen av "ingen negative elektrode/få negative elektroder"-teknologi: gir den mest kritiske underliggende materialløsningen for denne mest lovende teknologiruten med høy-energitetthet, noe som gjør batterier med energitettheter på 500Wh/kg og over en realitet innenfor eksisterende systemer og utstyrskapasitet.

2. Fremme gjennombrudd i ytelsen til natriumionbatterier: gi en ny plattform for design av natriumnegative elektroder, som forventes å løse problemene med lavkarbonmaterialkapasitet og stort volumutvidelse av legeringsmaterialer i natriumnegative elektroder, ytterligere forbedre energitettheten og sykluslevetiden til natriumbatterier, og i stor grad forbedre deres konkurranseevne mot litiumbatterier.

3. Omforming av batteriproduksjonsprosesser: kan kreve utvikling av ny elektrodeslurryfylling, rullepresseteknologier, og til og med gi opphav til en helt ny "strømkollektorelektrodeintegrering"-produksjonsprosess.

Virkningen på folieindustrien

1. Oppgraderingen fra «vare» til «teknologisk produkt»: Væskesamlere er ikke lenger bare standardiserte metallplater, men har blitt høy-barriereprodukter med komplekse mikrostrukturer og tilpassede funksjoner. Fokuset på industriverdi vil skifte fra enkle behandlingsgebyrer til teknologipremier.

2. Utløser en ny runde med teknologikonkurranse: Tradisjonelle foliegiganter som Nord og Jiayuan vil møte store utfordringer og må investere i forskning og utvikling for å følge opp lignende porøse strømsamlerteknologier, ellers vil de stå overfor risikoen for markedsforstyrrelser.

3. Rekonstruksjon av industriell kjede: Oppstrøms utstyrsprodusenter må utvikle utstyr som er i stand til å produsere så ultra-tynt skummetall med høy porøsitet; Nedstrøms batterifabrikker må revurdere forsyningskjeden og dypt binde seg med folieleverandører med kjerneinnovasjonsevner på forhånd.

For mer informasjon vennligst besøk vår produktkobling: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper-foil.html

Tredimensjonale strømsamlere er en viktig retning for utviklingen av batteriindustrien, og tre-dimensjonal strømkollektorteknologi er den tekniske garantien for kommersialisering av silisiumkarbon, litium faststoff-og avanserte litium-ionbatterier.

De seks hovedanvendelsesretningene til tre-dimensjonale strømkollektorer er: ingen negativ elektrode/selvgenerering, fast/halv-solid state, superkondensator/tørr kondensator, silisiumkarbon negativ elektrode, tørt ledende sterkt skjelett, termisk ledningsevne/varmekapasitet/adsorpsjon/filtrering.

Høy binding/lav impedans/høy forstørrelse/lav temperaturmotstand

Innebygging og penetrering av aktive materialer for å forhindre løsrivelse, forlenge batterilevetiden, stabilisere sykling, øke elektrodeelektrolyttkontaktområdet, redusere ladningsoverføringsmotstanden, koble opp og ned, doble det ledende bæreområdet og redusere impedansen

Reduserer strømtetthet og styrer dendrittundertrykkelse

Flammehemmende middel, faseendring, PTC-motstandssikkerhet, keramikk, anti-korrosjon, natriumaffinitet (som sink, sølv), litiumaffinitet (som tinn), ioneakselerasjon og andre sikkerhetsprimere, delvis dispergering og reduksjon av strømtetthet ved nålepunkturpunktet, veiledning av den vertikale grenen av cpier og lateral vekst i cpier. diafragma

Natrium/litiumbatteri: ingen negativ elektrode/egengenerert

Optimalisering av porøse karbonsystemer, VGCF,COFS, Den trinnvise utformingen av bunnbelegget av whisker-karbon-nanorør har blitt et nøkkelfoliemateriale for "ingen negativ elektrode/selvgenereringsteknologi" til natrium- og litiumbatterier, noe som forbedrer energitettheten betydelig og hjelper til med utviklingen av ingen negativ elektrodeteknologi

Ionisk multi-kanals rask lading og utlading

Betraktelig forbedre den opprinnelige effektiviteten, øke overflatekapasiteten, danne et tre-dimensjonalt sammenkoblet nettverk av mikroporer, infiltrere og unngå lokale tørre områder, akselerere ionemigrering (øke elektrolytt-infiltrasjonskanaler betydelig) og tilpasse seg rask lading og utlading

Solid/tørt foliemateriale

Direkte forming av polare plater (som tegning og spraying) reduserer i stor grad vanskeligheten med PVDF/PTFE fibrosefilmdannelse, med øvre og nedre koblinger innvendig og utvendig, høy styrke, lav motstand, og ikke behov for sekundær overføring til foliematerialet

Bufferekspansjon ledende dobbeltskjelett

Gi sterke ekspansjonsskjeletter av silisiumkarbon, fosforkarbon og høyt silisium, utforsk nye teknologiruter for direkte silisiumavsetning og karbonbelegg, lindrer problemer med ekspansjonssprekker, og støtter tykkere elektrodedesign (høy lastekapasitet) med utmerkede ionetransportegenskaper

Porene er fine og jevne, med en gjennomsnittlig porestørrelse på 40/50um. Neste generasjons produkt har en gjennomsnittlig porestørrelse på 21um og har blitt masseprodusert-. Liten variasjon i strekkfasthet; Ingen behov for sekundær passivering, denne teknologien har lav indre motstand, ingen oksidasjonsflekker og ingen kjemiske/termiske problemer

Rest- og passiveringsmiddelspor; Som det originale foliematerialet kan det brukes i direkte kontakt.

Skummikroporøs folie er ikke en enkel prosessforbedring, men en bunnlagsinnovasjon av materialsystemet. Det treffer nøyaktig strupen på utviklingen av neste-generasjons batteriteknologi, og gir en fantasifull løsning på det langvarige-problemet med negative elektroder i bransjen.

Selv om påliteligheten, konsistensen og de langsiktige-sykliske dataene til stor-applikasjonen fortsatt må testes av markedet, har fremveksten utvilsomt sluppet en "dypvannsbombe" for batteri- og folieindustrien. Den forteller oss at teknologiske gjennombrudd ofte kommer fra å tenke nytt om de mest grunnleggende prinsippene for logikk. Ettersom den nåværende samleren går fra to-dimensjonal til tre-dimensjonal, åpner de spesielle lim- og kobbersintringsteknologiene som er utviklet samtidig, også en ny og enorm "stjernehimmel" i fremtiden for batterier.