رقائق ألومنيوم موصلة مطلية بالكربون: يتم تطبيق طبقة الكربون هذه كطبقة مصممة بدقة، وتعمل بمثابة "جسر" فعال يقلل بشكل كبير من المقاومة الداخلية، ويقوي الالتصاق، ويقلل من الاستقطاب. النتيجة؟ شحن سريع أكثر قوة للسيارات الكهربائية وعمر دورة ممتد لبطاريات تخزين الطاقة. يكمن خلف عملية "صقل الكربون" التي تبدو بسيطة، مزيجًا متطورًا من علوم المواد والتصنيع الدقيق-بدءًا من صياغة المواد متناهية الصغر وحتى تقنيات الطلاء على نطاق مجهري.
إذًا، ما هو بالضبط ورق الألمنيوم المطلي بالكربون؟ ببساطة، إنها عبارة عن رقائق ألومنيوم تقليدية من الدرجة الإلكترونية تتلقى طبقة كربون موصلة وظيفية موحدة عبر طرق طلاء دقيقة متقدمة. يتم إنتاج هذه الطبقة عادةً عن طريق مزج وتشتيت مواد الكربون النانوية الحجم-مثل أسود الكربون الموصل، والجرافيت، وأنابيب الكربون النانوية، والجرافين، وغيرها-مع مادة رابطة مناسبة. إنها أكثر من مجرد عملية "طلاء" بسيطة، فهي تقنية متعددة التخصصات تعتمد على علوم المواد والكيمياء الكهربائية والهندسة الدقيقة.
تدفق عملية رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة
يتطلب إنتاج رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة تحكمًا دقيقًا. تشمل الخطوات الرئيسية ما يلي:
1. المعالجة المسبقة لرقائق الألومنيوم - يتم تنظيف رقائق الألومنيوم الأساسية وإزالة الشحوم منها لضمان سطح خالٍ من الملوثات، مما يعزز الالتصاق بين طبقة الكربون والركيزة.
2. تحضير الملاط الموصل - يتم توزيع المواد الكربونية الموصلة بحجم النانو (على سبيل المثال، أسود الكربون، وأنابيب الكربون النانوية)، والمواد الرابطة (على سبيل المثال، PVDF، ومطاط الستايرين والبوتادين)، والمشتتات بشكل موحد في مذيب وفقًا لصيغة محددة. والنتيجة هي ملاط مستقر ذو لزوجة مناسبة. تعد تركيبة الملاط إحدى التقنيات الأساسية في هذه العملية.
3. الطلاء الدقيق - يتم استخدام تقنيات مثل طلاء النقل أو طلاء الحفر الدقيق لتطبيق الملاط بالتساوي على سطح رقائق الألومنيوم. مطلوب التحكم الدقيق في سمك الطلاء والتوحيد وكثافة المساحة. إذا كان الطلاء رقيقًا للغاية، فستكون فوائد الأداء محدودة؛ إذا كانت سميكة جدًا، فإنها تضيف تكلفة ووزنًا، وقد تقلل من كثافة طاقة البطارية.
4. التجفيف والمعالجة - تمر الرقاقة المطلية عبر الفرن لتبخير المذيب تمامًا ومعالجة المادة الرابطة، مما يشكل طبقة موصلة قوية ومسامية.
5. اللف والمعالجة اللاحقة – يتم لف المنتج النهائي على شكل لفات، ويتم تنفيذ العمليات اللاحقة مثل التقطيع وفقًا لمتطلبات العميل.
معلمات المنتجات
|
رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون |
|
|
طلاء مزدوج الجانب |
بسمك 1 ميكرون لكل جانب |
|
كثافة |
0.5 g/m2 |
|
المقاومة السطحية |
< 30 ohms per 25um2 |
|
الموثق |
مادة لاصقة أكريليت معدلة (ذات أساس مائي) |
|
الركيزة من رقائق الألومنيوم |
النقاء > 99.9% السُمك: 16 ميكرون |
|
حزمة للمبيعات |
1.0 كجم/لفة (يتم شحنها في كيس مفرغ) |
|
عرض المغلفة |
200 ملم |
|
العرض الإجمالي |
260 ملم الركيزة الكاثود |
|
سمك الكلي |
18 أم |
مراقبة جودة المنتجات
|
غرض |
المتطلبات الفنية |
طريقة الاختبار |
|
مظهر |
1، سطح أملس والتسطيح |
مرئي |
|
2، السطح لا يحتوي على تجاعيد أو خدوش أو فجوات |
||
|
3، السطح لا البقع |
||
|
الحافة: 1، القطع بدقة: يجب ألا يتجاوز اختلال لف رقائق الألومنيوم 1 مم؛ |
مرئي |
|
|
2، لا الشقوق. |
||
|
3 ، التكسير أو الاصطدام بلا حدود: العرض أقل من 2 مم ؛ |
||
|
4، نتوءات الحافة: أقل من 0.5 مم |
||
|
آل احباط سمك |
16μm |
ميكرومتر |
|
طلاء |
SW-01: ذو أساس مائي، رمادي فاتح |
مرئي |
|
عرض الطلاء |
التسامح ± 1 مم، عرض الرقائق 430 مم / عرض الطلاء 360 مم |
حاكم |
|
طلاء كثافة السطح |
0.12 ~ 0.2 جم / ㎡ (جانب واحد) |
مقياس العشرة آلاف |
|
ترطيب التوتر |
>30 داين |
قلم داين |
|
أداء مقاومة المنحل بالكهرباء |
انقع الطلاء في المنحل بالكهرباء في درجة حرارة الغرفة 25 درجة لمدة 24 ساعة دون تساقط المسحوق أو تقشيره |
- |
|
معيار العينة |
الفحص البصري الكامل |
- |
|
يجب فحص لفة واحدة على الأقل بشكل عشوائي في صناديق مختلفة للتأكد من السُمك والعرض وكثافة السطح ومقاومة الإلكتروليت، بإجمالي خمس لفات أو أكثر |
||
|
طَرد |
يجب أن يكون السطح الخارجي لفافة رقائق الألومنيوم محكم الغلق بغشاء بلاستيكي، ويجب فصل اللفات المختلفة باستخدام إسفنجة رغوية. يشترط استخدام العلب الخشبية المعلقة للشحن |
|
لماذا هناك حاجة لطلاء الكربون؟
تتميز رقائق الألومنيوم بموصلية ممتازة للكتلة الكبيرة، ولكن سطحها مغطى بطبقة عازلة كثيفة مكونة بشكل طبيعي من أكسيد الألومنيوم. على الرغم من أن طبقة الأكسيد هذه تساعد في منع المزيد من التآكل، إلا أنها تزيد أيضًا من مقاومة التلامس بين الرقاقة والمواد النشطة للإلكترود-مثل فوسفات حديد الليثيوم (LFP) أو مركبات النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC). أثناء الشحن/التفريغ عالي السرعة أو ركوب الدراجات على المدى الطويل، يمكن أن يؤدي ضعف الاتصال الناتج عن هذه الطبقة العازلة إلى مقاومة داخلية أعلى، وزيادة توليد الحرارة، وأداء متدهور في النهاية وعمر دورة أقصر.
تعمل رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة بمثابة "حلقة اتصال" فعالة. من ناحية، فإنه يشكل اتصالًا أوميًا محكمًا مع ركيزة رقائق الألومنيوم. من ناحية أخرى، وبفضل مساحة سطحه المحددة الكبيرة وقابلية البلل الممتازة، فإنه "يحتضن" جزيئات المادة النشطة بإحكام، مما يخلق شبكة موصلة ثلاثية الأبعاد تقلل بشكل كبير من مقاومة الأسطح البينية.
ما هي التحسينات المحددة التي يجلبها طلاء الكربون هذا؟
والتغيرات متعددة ويمكن تلخيصها فيما يلي:
- تقليل المقاومة الداخلية
هذه هي الفائدة الأكثر مباشرة. يوفر طلاء الكربون مسارات إضافية لنقل الإلكترون، مما يؤدي إلى توزيع تيار أكثر اتساقًا. ونتيجة لذلك، تواجه البطارية انخفاضًا في الجهد الكهربي أثناء التفريغ عالي السرعة وتوفر طاقة خرج أعلى.
- تعزيز التصاق المواد الفعالة
يعمل الهيكل الخشن المجهري لطلاء الكربون، بالإضافة إلى توافقه مع المواد الرابطة، على تقوية الالتصاق بين ملاط المادة النشطة والمجمع الحالي. وهذا يقلل من خطر انفصال الجسيمات أثناء تصنيع القطب الكهربائي (على سبيل المثال، الصقل، الحز) وطوال تشغيل البطارية، وبالتالي تحسين الموثوقية الإجمالية.
- قمع الاستقطاب وتحسين الاتساق
تساعد الشبكة الموصلة بشكل أفضل على تخفيف الاستقطاب أثناء التفاعلات الكهروكيميائية. فهو يعزز التوزيع الموحد للتيار ودرجة الحرارة داخل البطارية، مما يؤدي بدوره إلى تحسين اتساق الخلايا الفردية داخل حزمة البطارية. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لإطالة العمر الإجمالي للحزمة.
- توفير الحماية المحتملة من التآكل
في بعض أنظمة الإلكتروليت، يمكن أن يعمل طلاء الكربون كحاجز مادي، مما يمنع جزئيًا الاتصال المباشر بين الإلكتروليت ورقائق الألومنيوم. وهذا يقلل من تآكل رقائق الألومنيوم ويعزز الاستقرار طويل المدى للمجمع الحالي.
ما هي أنواع البطاريات التي تستخدم في المقام الأول رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة؟
تتجلى مزايا رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة بشكل خاص في البطاريات التي تتطلب طاقة عالية، أو دورة حياة طويلة، أو استخدام مواد الكاثود عالية المقاومة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية ما يلي:
- بطاريات الليثيوم أيون التي تعمل بالطاقة - خاصة تلك المستخدمة في السيارات الكهربائية، والتي تتطلب قدرات ممتازة للشحن السريع والتفريغ السريع. وتلبي رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون بشكل فعال متطلبات الطاقة العالية هذه.
- بطاريات ليثيوم أيون لتخزين الطاقة - تعطي هذه البطاريات الأولوية لعمر الدورة الطويل وفعالية التكلفة. من خلال تقليل المقاومة الداخلية وتحسين تماسك الخلايا، تساعد رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون على إطالة عمر الدورة.
- البطاريات التي تستخدم مواد الكاثود عالية الجهد - تتمتع بعض مواد الكاثود عالية الجهد الناشئة بمقاومة عالية نسبيًا. يمكن لرقائق الألومنيوم المطلية بالكربون أن تعزز التوصيل الكهربائي بشكل كبير.
- المكثفات المتطورة - تتطلب الأقطاب الكهربائية الموجودة في المكثفات المتميزة مساحة سطح محددة عالية للغاية وقدرة على نقل الشحن السريع، مما يجعل رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون خيارًا مثاليًا للمجمع الحالي.
معدات الاختبار
شهادة
المزايا
إنه يتميز بخصائص فيزيائية ممتازة مثل بنية الحبوب الدقيقة، المظهر الجانبي المنخفض، والاستطالة العالية. في عملية تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، فإنه يوفر مزايا وقت حفر الدائرة القصيرة وحفر الدائرة الموحدة للغاية.
يمكن أن يساهم بشكل فعال في تحسين كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم، ويوفر ركيزة مستقرة وموصلة يتم طلاء وملاط المادة النشطة للأنود عليها ولفها. بما يتماشى مع الاتجاه الرئيسي في تطوير أنظمة بطاريات الطاقة المستقبلية للسيارات الكهربائية -خفيفة الوزن.
بفضل المزايا التي تشمل الوزن الخفيف والمرونة العالية وكفاءة ترطيب الإلكتروليت المحسنة وانخفاض المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم، فإنه يعزز بشكل كبير الطاقة المحددة ومعدل تفريغ الشحن-لبطاريات أيون الليثيوم-. النحاس مستقر كهروكيميائيًا داخل نافذة جهد التشغيل للأنود، مما يعني أنه لا يختلط بالليثيوم.
إنه يُظهر موصلية حرارية جيدة، وقابلية معالجة ممتازة، وليونة، وقابلية للتشكيل، إلى جانب مقاومة ملحوظة للتليين وقوة التعب العالية. يجمع وينقل الإلكترونات المتولدة أثناء مرحلة تفريغ البطارية إلى الدائرة الخارجية. وعلى العكس من ذلك، فإنه يوزع الإلكترونات بالتساوي أثناء الشحن
ما هي أنواع البطاريات التي تستخدم في المقام الأول رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون؟
تتجلى مزايا رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون بشكل خاص في البطاريات التي تتطلب طاقة عالية، أو دورة حياة طويلة، أو استخدام مواد الكاثود عالية المعاوقة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية ما يلي:
- بطاريات الليثيوم أيون التي تعمل بالطاقة - خاصة تلك المستخدمة في السيارات الكهربائية، والتي تتطلب قدرات ممتازة للشحن السريع والتفريغ السريع. وتلبي رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون بشكل فعال متطلبات الطاقة العالية هذه.
- بطاريات ليثيوم أيون لتخزين الطاقة - تعطي هذه البطاريات الأولوية لعمر الدورة الطويل وفعالية التكلفة. من خلال تقليل المقاومة الداخلية وتحسين تماسك الخلايا، تساعد رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون على إطالة عمر الدورة.
- البطاريات التي تستخدم مواد الكاثود عالية الجهد - تتمتع بعض مواد الكاثود عالية الجهد الناشئة بمقاومة عالية نسبيًا. يمكن لرقائق الألومنيوم المطلية بالكربون أن تعزز التوصيل الكهربائي بشكل كبير.
- المكثفات المتطورة - تتطلب الأقطاب الكهربائية الموجودة في المكثفات المتميزة مساحة سطح محددة عالية للغاية وقدرة على نقل الشحن السريع، مما يجعل رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون خيارًا مثاليًا للمجمع الحالي.
ملف الشركة
تركز شركة HSMetal على البحث والتطوير وإنتاج مواد واجهة موصلة وموصلة للحرارة لخلايا بطاريات الطاقة الجديدة والوحدات وأغطية البطاريات. لقد استثمرت شركة HSMetal موارد بشرية ومادية كبيرة في البحث والتطوير المستقلين للمواد الموصلة. لقد اكتسب عملنا الأساسي، وهو سلسلة المنتجات الموصلة لبطاريات الليثيوم-أيون، قبولًا واسع النطاق في مجالات الطاقة الجديدة و5G.
نحن نستخدم تقنية التمهيدي لتعزيز مواد الأقطاب الكهربائية وإطلاق العنان لإمكاناتها الكاملة في التطبيقات العملية. إن منتجنا التمهيدي عبارة عن طبقة رقيقة جدًا-تعتمد على الكربون أو الجرافيت أو أنابيب الكربون النانوية، وهي متوافقة مع أي ركيزة تقريبًا. من خلال تطبيق هذا الطلاء على الأقطاب الكهربائية، فإننا نخفف بشكل فعال من تدهور المواد، مما يعزز أداء البطارية وسلامتها. على الرغم من أن الطلاء المسبق- يعد أسلوبًا ثابتًا، إلا أن عقدًا من البحث قد أدى إلى تحسين استخدامه لتعزيز فعالية تركيبات البطاريات المتنوعة بشكل كبير.
تعتبر الرقائق المغلفة والموصلة للكهرباء من شركة HSMetal حلاً رائدًا في قطاع بطاريات الليثيوم-الأيونية على مستوى العالم. لقد أصبحنا شريكًا استراتيجيًا للعديد من الشركات المصنعة المشهورة عالميًا لمركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة. لقد اكتسب المنتج قبولًا واسع النطاق في السوق ومكن من تكوين نظام بيئي صناعي متكامل يتمحور حول تقنية الرقائق الموصلة الخاصة بنا.
نحن نخطط لمسار نمو استراتيجي تنموي لخلق قيمة كبيرة في صناعة الطاقة النظيفة.
معدات
رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون
رقائق النحاس المطلية بالكربون
ضبط الجودة
القدرة على البحث والتطوير
تصنيع السيارات
التعليمات
س1: ما هي المعلومات. هل يجب أن أخبرك إذا كنت أرغب في الحصول على عرض أسعار لرقائق الألومنيوم المطلية بالجرافين؟
A1: يرجى إعلامنا ما إذا كان نوع البطارية هو بطارية الليثيوم أو بطارية الصوديوم، وكذلك سمك الطلاء، سمك رقائق الألومنيوم، عرض الطلاء، وعرض رقائق الألومنيوم. بالإضافة إلى ذلك، يرجى تحديد ما إذا كانت المادة اللاصقة المستخدمة في الطلاء مفلورة أم غير مفلورة-، وما هو النظام المستخدم للقطب الموجب، سواء كان مائيًا أو زيتيًا-
Q2: ما هو رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصلة؟
ج: رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون الموصل هي مادة بطارية وظيفية يتم تصنيعها عن طريق وضع طبقة موحدة من الطلاء المعتمد على الكربون الموصل -على رقائق الألومنيوم الإلكترونية عالية النقاء- باستخدام تقنية الطلاء الدقيقة. يتكون الطلاء عادةً من مواد كربونية موصلة (مثل أسود الكربون، أو أنابيب الكربون النانوية، أو الجرافين) ممزوجة بمادة رابطة مناسبة. يتم استخدامه بشكل أساسي كمجمع تيار الكاثود في بطاريات الليثيوم-أيون وأجهزة تخزين الطاقة الأخرى.
س 3: ما مدى تقليل مقاومة التلامس مقارنة برقائق الألومنيوم العارية؟
ج: تتميز رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون بمقاومة تلامس أقل بنسبة تصل إلى 30% مقارنة برقائق الألومنيوم العارية، مما يحسن كفاءة الطاقة بشكل عام. وبشكل أكثر تحديدًا، يقلل طلاء الكربون 50-200 نانومتر من مقاومة الواجهة بنسبة 60-80% مقارنة بالرقائق العارية.
س4: هل يمكن استخدامه لتحسين أداء مواد الكاثود ذات المقاومة العالية-؟
ج: نعم. بالنسبة لمواد الكاثود-الناشئة ذات الجهد العالي والتي تميل إلى الحصول على مقاومة عالية نسبيًا، تعمل رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون على تحسين التوصيل الكهربائي بشكل كبير. كما أنه متوافق مع بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP)، وبطاريات أيونات الصوديوم -، والمكثفات الفائقة.
س5: ما هي المواد الرابطة المستخدمة في الطلاء؟
ج: تشتمل أنواع المواد الرابطة الشائعة على مادة لاصقة من مادة الأكريليت المعدلة (التي تعتمد على الماء). تشير مواصفات MTI إلى أن المادة مقاومة لـ NMP (N-Methyl-2-pyrrolidone) ولكنها تذوب في الماء (اعتبارًا من عام 2021).
س 6: هل سوق بطاريات LFP هو الذي يقود الطلب؟
ج: نعم. من المتوقع أن يشهد سوق ESS العالمي ارتفاع معدلات اعتماد LFP إلى 94% بحلول عام 2027. للتعويض عن انخفاض التوصيل المتأصل لـ LFP، يتم تطبيق طلاء الكربون على أسطح رقائق الألومنيوم لتسهيل تدفق التيار، وزيادة الإنتاج الفعلي وكفاءة الطاقة القابلة للاستخدام، وتحسين أداء البطارية ومتانتها. وتتوقع شركة DI Dongil أنه بحلول عام 2030، يمكن أن يؤدي إنتاج 25000 طن متري من رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون إلى توليد ما يقرب من 250 مليار وون من المبيعات السنوية الجديدة.
س7:كيف يتم تكييف رقائق الألومنيوم المطلية بالكربون مع بطاريات الجيل التالي-؟
ج: يتم تكييف هذه التقنية لتناسب بطاريات الجيل التالي-بما في ذلك بطاريات أيونات الصوديوم-والبطاريات الصلبة-والمكثفات الفائقة المتقدمة. يعمل الباحثون أيضًا على تحسين واجهات إلكتروليتات السيراميك في تصميمات الحالة-الصلبة، واستكشاف الطلاءات الهجينة المتوافقة مع مواد الكاثود عالية الكثافة-الطاقة-.
الوسم : رقائق الألومنيوم المغلفة بالكربون موصلة للمواد الخام للبطارية، الصين رقائق الألومنيوم المغلفة بالكربون الموصلة للمواد الخام للبطارية
