Šta je-premazi protiv korozije?

Proveo je šest godina nabavljajući foliju za kolektor struje za ćelijske programe. Nikada me kupac nije zamolio da objasnim čemu služi karbonski premaz. Ili znaju ili ih nije briga. Dakle, ovo je za ljude koji su ovdje došli iz Googlea i zapravo žele razumjeti stvari.

Aluminijska folija obložena ugljikom. To je proizvod. Gledate golu aluminijumsku foliju, možda 12 ili 13 mikrona, sa tankim slojem ugljenika sa obe strane. Premaz dodaje još jedan ili dva mikrona po strani. Ugljik je provodljiv. Svrha je zaštita aluminijuma od katodne suspenzije tokom proizvodnje ćelije i od elektrolita tokom rada ćelije.

Zašto aluminijum korodira u Li-onskoj ćeliji nije komplikovano. LFP suspenzija ima pH 11 ili više. NCM suspenzija na bazi NMP- je manje agresivna, ali još uvijek nije prijateljska prema golom metalu tokom vremena. Prava šteta nastaje na granici između aktivnog materijala i folije. Tu počinje jama. Pitting postaje delaminacija. Delaminacija postaje smanjenje kapaciteta i na kraju kvarovi na terenu. Karbonski premaz je jeftino osiguranje.

Trebao bih spomenuti bakar. Anodna strana koristi bakrenu foliju. Bakar ima različite probleme. Ne udubljuje se na isti način kao aluminijum. Način kvara je otapanje na visokom naponu-ako vaš BMS zezne i prepuni ćeliju, joni bakra postaju pokretni i završavaju tamo gdje ne bi trebali. Obloženi bakar postoji. Manje uobičajeno u proizvodnji. Momci sa silicijumskom anodom ga koriste jer silicijum prebija površinu folije tokom vožnje biciklom. Svi ostali uglavnom rade goli bakar i zovu ga dan.

Dingsheng u Zhenjiangu vjerovatno proizvodi polovinu obložene aluminijske folije koja ide u ćelije širom svijeta. Nemam njihov tačan udio i neću izmišljati broj. Oni su veliki. Wanshun je drugi veliki kineski igrač. Između ta dva i možda tri ili četiri manja tipa, Kina isporučuje većinu ovog materijala globalno. Cijene iz Kine su možda 15-20% niže od japanskog materijala u zavisnosti od klase i koliko teško pregovarate.

Japanski dobavljači i dalje postoje. Toyal to radi još prije nego što je većina sadašnjih inženjera baterija rođena. UACJ radi nešto. Kvalitet je dosljedan, rokovi isporuke su duži, a cijene su veće. Japanski proizvođači ćelija kupuju japansku foliju. Svi ostali uglavnom kupuju kineske, osim ako njihov kupac nema posebne zahtjeve u lancu snabdijevanja.

Koreja je mešovita stvar. Iljin pravi bakarnu foliju i premazi. Za aluminijum, korejski proizvođači ćelija uvoze. Video sam Samsung SDI programe sa specifikacijom japanske folije i LG programe sa specifikacijom kineske folije na različitim platformama vozila za istog proizvođača automobila. Odluke o nabavkama na tom nivou uključuju faktore koji su daleko iznad materijalnih performansi.

Američka produkcija-i to kažem jer neko ko bi imao koristi od više domaćih opcija-još nije tu. Nekoliko naplatnih premazača koji će uzeti vašu golu foliju i provući je kroz svoju liniju. Nema integrisane proizvodnje u automobilskoj skali. IRA novac teče. Najave se dešavaju. Stvarno povećanje{7}}je druga priča. Ako vam je danas potreban kvalifikovani dobavljač folije za litijum-jonske baterije za program u Sjevernoj Americi, još uvijek tražite preko okeana.

Sam premaz nije raketna nauka. Čađa, PVDF vezivo, NMP rastvarač. Pomiješajte, premažite, osušite, isjecite. Pećna crna ili acetilenska crna u zavisnosti od preferencija dobavljača i ciljne provodljivosti. Neke premium klase ubacuju grafen ili ugljične nanocijevi. Marketing to voli. Razlika u performansama u stvarnom-svijetu je marginalna za standardne EV ćelije. Možda je važno za aplikacije sa 4C ili 5C. Vaš prosječan paket putničkih vozila 1C neće primijetiti.

Ono što je važnije od formulacije je kontrola procesa. Duboko premazivanje je način na koji se većina ovoga proizvodi. Gravirana rolna skuplja kašu, prenosi je na foliju koja se kreće ispod. Zvuči jednostavno. Održavanje težine premaza unutar specifikacije na mreži od 1200 mm pri brzini od 40 metara u minuti nije jednostavno. Gravure rolne habanje. Viskoznost kaše se mijenja u toku serije. Promjene temperature utiču na prijenos. Distributer materijala za litijum-jonske baterije vam može pokazati dvije serije od istog dobavljača, istog SKU-a, a jedna će imati dvostruko veću varijaciju debljine od druge.

Rukovanje web-om je vlastita glavobolja. Aluminijska folija ova tanka suza. Prekid weba znači zastoj, otpad i gubitak prinosa. Momci koji to rade godinama imaju svoje profile napetosti. Novi igrači uče skupe lekcije. Jedan kineski dobavljač kojeg neću imenovati izgubio je tri mjeseca proizvodnje pokušavajući naručiti novu liniju premaza jer nisu mogli spriječiti da se mreža pokvari.

Tehnički listovi traže težinu premaza u gsm, površinsku otpornost u miliomima po kvadratu, čvrstoću prianjanja putem unakrsnog testa. Ti brojevi postoje u svrhu kvalifikacije. Iz dana-do-dana, ono o čemu se zapravo brinu proizvođači ćelija je konzistentnost mnogo do puno. Ako je vaš otpor 15 milliohma na jednoj seriji i 25 na sljedećem, to se pokazuje kao varijacija između ćelija-na-ćelija u gotovim paketima. OEM proizvođači automobila mrze varijacije. Njihovi{11}}OEM partneri mrze objašnjavanje varijacija. Svi to na kraju prate.

Vidio sam kako programi ispuštaju dobavljača folije zbog jedne loše partije koja je dospjela u proizvodne ćelije. Odnosi su bitni u ovom poslu. Kvalifikacija traje mjesecima. Niko ne želi da se prekvalifikuje. Dakle, dobavljači koji isporučuju konzistentan materijal zadržavaju svoje poslovanje. Dobavljači koji se ne zamjenjuju tiho.

Solid{0}}na kraju dolazi. Sulfidni elektroliti donose novu hemiju za koju karbonski premazi nisu dizajnirani. Oksidni i polimerni elektroliti su manje problematični. Čvrste-ćelije su zapravo u proizvodnji ili blizu proizvodnje-a nema mnogo-uglavnom koriste hemije gdje konvencionalni premazi dobro funkcioniraju. Ako ćelije bazirane na sulfidu- ikada dosegnu jačinu, strujna zaštita kolektora će trebati drugačije rješenje. ALD glinica, možda. Fluoropolimerne barijere. Niko još ništa nije skalirao jer same ćelije nisu skalirane.

Folija obložena ugljikom za sada ostaje ono što je bila dvadeset godina. Dosadno. Neophodno. Stavka u BOM-u o kojoj nabavka pokušava smanjiti troškove, a inženjering pokušava da ne razmišlja o tome dok nešto ne krene po zlu.

Pet distributera komponenti litijum-jonskih baterija u SAD-u vam vjerovatno može nabaviti uzorke u roku od jedne sedmice. Teže je pronaći nekoga ko može garantirati alokaciju za program od 50 GWh. To je pravo ograničenje lanca snabdijevanja u ovom segmentu. Ne tehnologija. Posvećenost kapacitetu.