Šta je aluminijumska folija?
Većina ljudi pomisli na Reynolds Wrap kada čuje aluminijsku foliju. U svijetu baterija mislimo na nešto sasvim drugo.
LOTTE Aluminium je ušao u njihovu fabriku u Elizabethtownu još 2022. Prošle jeseni sam prošao pored lokacije i zgrada je bila podignuta, oprema je ušla. Izabrali su to mjesto jer Ford i SK grade kompleks baterija BlueOval pet milja niz cestu. Ima smisla. Želite da se vaš dobavljač folije zatvori kada prođete 36.000 tona godišnje kroz liniju za premazivanje.
Folija koju će LOTTE napraviti je za katode. Svaka litijum{1}}jonska ćelija ima dva kolektora struje unutra. Bakar na strani anode. Aluminijum na strani katode. Aktivni materijal-vaš NMC ili vaš LFP ili bilo koju hemiju koju koristite-nanosi se na ove folije kao mokri rastvor. Kada se osuši, imate elektrodu.
Ljudi se pitaju zašto ne koristiti isti metal za oba. Bakar bi bio jednostavniji. Jedan lanac snabdevanja umesto dva.
Evo problema. Bakar se rastvara.
Na katodi se nalazite iznad 3,5 volti u odnosu na litij. Bakar to ne može podnijeti. Oksidira i prelazi u rastvor. Samsung SDI je prije nekoliko godina objavio tehnički bilten koji pokazuje da bakar počinje korodirati na oko 3,4 volta. Završite s ionima bakra koji lebde u vašem elektrolitu i na kraju se izliježu na anodu. To ubija ćeliju.
Aluminij također oksidira, ali oksidni sloj koji formira je drugačiji. Aluminijum oksid je gust i stabilan. Zapravo štiti metal ispod. Sloj je debeo samo nekoliko nanometara tako da elektroni prolaze kroz tunel. Dobijate otpornost na koroziju i provodljivost u isto vrijeme.
Sama folija je tanka. Za većinu proizvodnih ćelija govorimo o 10 do 12 mikrona. UACJ u Japanu navodi njihove rolne na plus ili minus pola mikrona po širini. To je tesno. Za referencu list papira za kopiranje je oko 100 mikrona.
Tanji je bolji za gustinu energije. Svaki gram aluminijuma koji nije aktivan materijal je mrtva težina. Neki proizvođači ćelija smanjili su veličinu na 8 mikrona. Kompromis je rukovanje. Tanka folija se kida na liniji premaza. Vaša kontrola napetosti mora biti savršena. Jedna bora i taj dio elektrode je otpad.
„Vidimo stalni pritisak kupaca da svake godine budu tanji“, rekao mi je prošlog mjeseca procesni inženjer u operaciji premaza na srednjem zapadu. "Oprema to može, ali vaša stopa odbijanja raste. U nekom trenutku gubite više materijala do suza nego što štedite na težini."
Čistoća je takođe bitna. Baterija{1}}aluminijum mora biti iznad 98 posto. Nečistoće poput željeza ili silicija stvaraju inkluzije na površini folije. Te inkluzije postaju slabe tačke. Premaz ne prianja kako treba ili ćete dobiti rupe. U svakom slučaju, ćelija ne uspijeva QC.
Većina svjetske folije baterija još uvijek dolazi iz Azije. UACJ i Toyo u Japanu. LOTTE i Dongwon u Koreji. Pola tuceta velikih proizvođača u Kini, uključujući Ding Sheng i Nanshan. Fabrika u Kentakiju jedan je od prvih ozbiljnih pokušaja domaće proizvodnje. Priča se i o drugima, ali još ništa konkretno.
Za LFP ćelije mnogi proizvođači su prešli na foliju obloženu ugljikom-. Dunmore u Bristolu, Pennsylvania to radi. Stavljaju tanki karbonski prajmer prije nego što premažete aktivni materijal. Pomaže kod prianjanja jer se LFP ne lijepi za goli aluminij kao NMC. Takođe smanjuje kontaktni otpor na interfejsu.
Šta drugo. Reciklaža. Kada ćelije dođu do kraja života, možete ih usitniti i odvojiti aluminijum od crne mase. Dobijeni metal se vraća u topionicu. Nije baš zatvorena petlja jer gubite nešto na svakom koraku, ali bolje nego da to odložite na deponiju.
Trebao bih spomenuti stvar dyne value. Površinska energija. Površina folije mora biti dovoljno čista da je elektroda ravnomjerno navlaži. Ovo mjerite u dinama po centimetru. Većina specifikacija zahtijeva 32 ili više. Ako je folija predugo stajala u skladištu i pokupila kontaminaciju vidjet ćete zrnca kaše koja se podiže tokom premaza. To je loš dan.
U svakom slučaju. To je aluminijumska folija u baterijama. Ništa slično onome što je u vašoj kuhinjskoj fioci.
