Arah Penerapan dan Penelitian Foil Mikropori di Industri Baterai Litium-Ion

Baterai litium-ion, kapasitor (super), perangkat elektronik fleksibel, dan bahan pelindung elektromagnetik adalah area aplikasi utama untuk foil tembaga mikropori. Perkembangannya didorong oleh teknologi baru seperti kendaraan listrik, baterai ponsel layar lipat, dan pelindung elektromagnetik stasiun pangkalan 5G, yang menempati bagian yang signifikan dan berkembang pesat dalam rantai industri.

Saat ini, proses umum untuk menyiapkan foil tembaga mikropori terutama mencakup pengeboran laser, pelubangan mekanis, etsa elektrokimia, dan etsa larutan. Seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah, etsa larutan menawarkan keuntungan berbeda dalam pembuatan foil tembaga mikropori.

Pendekatan untuk meningkatkan energi spesifik baterai litium-ion pada dasarnya melibatkan penggunaan-bahan katoda dan anoda berkapasitas lebih tinggi, kertas pemisah yang lebih tipis, foil tembaga dan aluminium yang lebih tipis, dan sebisa mungkin meminimalkan bahan tambahan tambahan lainnya.

The undisputed focus of research and development lies in higher-weight-capacity cathode and anode materials (collectively accounting for over 50% of the total weight). Lithium iron phosphate has little potential left to tap, while ternary materials are progressing towards higher nickel content (NCM 111 -> 523 -> 622 -> 811 ->NCA?). Di sisi anoda, kemajuan sangat bergantung pada pematangan material silikon-karbon. Bagaimana dengan koefisien muainya yang tinggi? Bagaimana dengan siklus hidup yang tidak mencukupi? Metode lainnya adalah dengan menggunakan kertas pemisah yang lebih tipis, namun pemisah hanya menyumbang 4~5% dari berat baterai, dan pemisah yang terlalu tipis meningkatkan risiko korsleting katoda-anoda, yang seringkali mengakibatkan lebih banyak kerugian daripada keuntungan.

Saat ini, ketebalan foil tembaga konvensional yang digunakan dalam produksi baterai litium-ion adalah 8μm~12μm (foil tembaga 6~7μm sudah digunakan di beberapa baterai digital 3C), dan ketebalan aluminium foil adalah 12μm~20μm. Sebagai substrat konduktif untuk katoda dan anoda, keduanya menyumbang 15%~20% dari berat baterai litium-ion. Bagaimana kita dapat mengurangi proporsi berat tembaga dan aluminium foil untuk meningkatkan energi spesifik? Dalam keadaan seperti itulah foil tembaga dan aluminium mikropori diciptakan.

Spesifikasi foil tembaga/aluminium mikropori yang ada (pori-pori yang tercipta melalui pemrosesan mekanis, menjaga sifat fisik asli foil, memastikan tidak ada kerusakan selama pelapisan, dan bebas-gerinda serta tidak-bocor)

Untuk detail lebih lanjut tentang Microporous Aluminium Foil silakan kunjungi tautan produk kami melaluihttps://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-foil.htmluntuk lebih jelasnya

Apa keuntungan yang ditawarkan foil mikropori dalam aplikasi baterai litium-ion? (Mengambil foil mikro dengan porositas 17% sebagai contoh)

• Meningkatkan energi spesifik baterai litium-ion secara langsung dan efektif: Untuk foil dengan spesifikasi yang sama, foil mikropori dengan porositas 17% mengurangi berat sebesar 17%; pada kepadatan areal yang sama, kepadatan pemadatan katoda dan anoda meningkat (karena beberapa bahan aktif mengisi pori-pori).

• Secara efektif meningkatkan kemampuan laju baterai litium-ion: Pada baterai yang menggunakan foil konvensional, migrasi ion litium-berdifusi ke arah tab dalam cara dua-dimensi di sepanjang foil. Setelah perforasi, jalur difusi-ion litium berubah menjadi penetrasi segala arah tiga-dimensi. Selain itu, peningkatan area kontak antara bahan aktif yang memasuki pori-pori dan foil mengurangi radius migrasi ion litium, sehingga meningkatkan efisiensi konduktif. (Pendapat pribadi: Hambatan yang membatasi kinerja laju ion litium bukan terletak pada konduksi elektron tetapi pada efisiensi transfer ion litium. Misalnya, penerapan Ketjen hitam berpori sebagai bahan konduktif pada baterai jenis laju menghasilkan hasil eksperimen yang lebih baik dibandingkan bahan konduktif tidak berpori.)

• Secara efektif mengurangi resistansi internal baterai litium-ion: Uji komparatif menggunakan bahan foil yang identik menunjukkan bahwa penggunaan foil tembaga dan aluminium berlubang secara bersamaan dapat mengurangi resistansi internal sebesar 8%---20%.

Landasan teoritisnya dianggap sebagai efek gabungan dari peningkatan area kontak antara foil konduktif dan bahan aktif, ditambah dengan pengurangan resistansi internal foil itu sendiri. Pendapat pribadi: Jika ketebalan lapisan elektroda katoda/anoda kurang dari jari-jari mikropori foil, resistansi internal dapat meningkat; sebaliknya justru menurun. Jarak dari ion litium pada lapisan terluar lapisan ke permukaan foil berhubungan dengan kinerja laju. Dalam desain sel, kepadatan areal yang lebih tinggi berpotensi menghasilkan kinerja laju yang lebih rendah.

• Secara signifikan meningkatkan efisiensi infiltrasi elektrolit setelah injeksi dan memastikan keseragaman infiltrasi 100%: Dalam baterai dengan foil konvensional, elektrolit berdifusi dan menyusup dari pinggiran menuju pusat secara membujur. Setelah perforasi, infiltrasi menjadi-proses difusi permeasi tiga dimensi, yang sepenuhnya menghilangkan masalah infiltrasi tidak lengkap di tengah beberapa lembar elektroda. Dalam industri, infiltrasi yang tidak konsisten telah diidentifikasi sebagai salah satu alasan kurangnya konsistensi antar sel.

• Meningkatkan daya rekat permukaan foil: Melalui material di dalam pori-pori, lapisan di kedua sisi lembaran elektroda katoda/anoda membentuk struktur saling bertautan "I-balok", yang secara signifikan mengurangi kemungkinan delaminasi material elektroda.

• Meningkatkan fleksibilitas lentur lembaran elektroda, sehingga lebih cocok untuk aplikasi baterai fleksibel. (Beberapa perusahaan telah-memproduksinya secara massal untuk baterai litium yang dapat dipakai, dan menunjukkan peningkatan kinerja yang signifikan.)

• Meningkatkan keamanan baterai: Pengujian yang dilakukan oleh beberapa produsen baterai telah memverifikasi perannya dalam keselamatan, dan juga telah menerima pengakuan pengujian dari pelanggan di Eropa.
• Meningkatkan energi spesifik baterai litium-ion secara langsung dan efektif: Untuk foil dengan spesifikasi yang sama, berat foil mikropori berkurang; pada kepadatan areal yang sama, kepadatan pemadatan katoda dan anoda meningkat (karena beberapa bahan mengisi pori-pori).
• Secara efektif meningkatkan kemampuan laju baterai litium-ion: Pada baterai yang menggunakan foil konvensional, migrasi ion litium-berdifusi ke arah tab dalam cara dua-dimensi di sepanjang foil. Setelah perforasi, jalur difusi ion litium-berubah menjadi penetrasi segala arah tiga-dimensi, dan peningkatan area kontak antara bahan yang memasuki pori-pori dan foil mengurangi radius migrasi ion litium-sehingga meningkatkan efisiensi konduktif.
• Secara efektif mengurangi hambatan internal baterai litium-ion: Menggunakan foil mikro dapat secara efektif menurunkan hambatan internal.
• Meningkatkan keterbasahan elektrolit: Efisiensi infiltrasi elektrolit setelah injeksi ke baterai lithium dapat ditingkatkan secara signifikan, berpotensi meningkatkan efisiensi produksi lebih dari 50%, sekaligus memastikan keseragaman infiltrasi 100%.
• Meningkatkan daya rekat bubur ke pengumpul arus: Meningkatkan daya rekat permukaan foil. Melalui material di dalam pori-pori, lapisan di kedua sisi lembaran elektroda membentuk keadaan saling bertautan berbentuk "H"-yang sangat mengurangi kemungkinan delaminasi material elektroda.
• Meningkatkan fleksibilitas lentur lembaran elektroda, sehingga lebih cocok untuk aplikasi baterai fleksibel.
• Mengurangi pembentukan gas baterai: Selama pemrosesan aluminium foil mikropori, permukaan foil mengalami pembersihan sekunder untuk menghilangkan sisa minyak, sehingga mengurangi reaksi samping dengan elektrolit.
• Tidak memerlukan perubahan pada proses atau peralatan produksi: Penggunaan foil mikro memenuhi persyaratan proses produksi yang ada seperti pelapisan dan kalender, tanpa memerlukan peralatan tambahan atau penggantian.

Untuk detail lebih lanjut tentang Microporous Foils silakan kunjungi tautan produk kami melaluihttps://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper- foil.htmluntuk lebih jelasnya

• Pencegahan Kebocoran Lapisan: Selama proses pelapisan tembaga/aluminium foil mikro, penting untuk mencegah kebocoran bubur melalui pori-pori foil karena viskositas bubur yang terlalu rendah selama ekstrusi/penyemprotan. Foil dengan ukuran pori dan tingkat porositas yang berbeda memiliki persyaratan viskositas yang berbeda untuk slurry. Mengambil aluminium foil mikropori dengan porositas 17% dan diameter pori 0,35 mm sebagai contoh, pengujian menunjukkan bahwa viskositas bahan katoda harus sekitar 8000 mPa·s, sebaiknya tidak lebih rendah dari 6000 mPa·s. Kecepatan konveyor memerlukan penyesuaian yang tepat selama proses penyemprotan ekstrusi. (Jika bubur didiamkan terlalu lama, rembesan kecil ke sisi lain dapat terjadi; pengeringan cepat dapat mengatasi masalah ini.)
• Kontrol Duri selama Pemotongan Elektroda: Terakhir, kami berharap rekan-rekan yang telah melakukan eksperimen menggunakan tembaga mikropori atau aluminium foil dalam baterai litium-ion dapat berbagi data dan terlibat dalam pertukaran timbal balik.
• Catatan tambahan: Peningkatan kinerja menggunakan foil tembaga mikropori pada kapasitor litium, superkapasitor, baterai Ni-Cd, dan Ni-MH sangatlah signifikan. Alasan tidak mencapai-pengadopsian skala besar adalah biaya. Menggunakan pemrosesan mekanis untuk pembuatan pori menawarkan efisiensi produksi yang sangat tinggi. Diperkirakan biaya produksi massal setelah skala hanya akan sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan foil tembaga halus dua sisi konvensional.

Untuk detail lebih lanjut tentang Microporous Aluminium Foil silakan kunjungi tautan produk kami melaluihttps://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-foil.htmluntuk lebih jelasnya

• Baterai Daya

Digunakan pada kendaraan energi baru, pembangkit listrik penyimpanan energi, dll., sebagai bahan inti pengumpul arus elektroda negatif dalam baterai litium. Struktur mikropori meningkatkan efisiensi pengangkutan ion litium-, mengurangi hambatan internal, memenuhi tuntutan pengisian/pengosongan berkecepatan tinggi, dan secara signifikan meningkatkan stabilitas siklus baterai dan kepadatan energi.

• Elektronik Fleksibel

Digunakan pada papan sirkuit cetak fleksibel dan substrat sirkuit perangkat yang dapat dipakai. Memanfaatkan karakteristiknya yang tipis, ringan, dan berpori, perangkat ini beradaptasi dengan skenario yang melibatkan pembengkokan dan penggulungan berulang kali, memastikan konduksi sirkuit yang stabil, dan memenuhi persyaratan desain produk yang fleksibel seperti jam tangan pintar dan layar fleksibel.

• Pelindung Elektromagnetik

Digunakan di stasiun pangkalan komunikasi, instrumen presisi, elektronik militer, dan skenario lainnya. Struktur berpori meningkatkan kemampuan penyerapan dan redaman gelombang elektromagnetik, secara efektif memblokir interferensi elektromagnetik, dan memastikan keakuratan operasional dan keamanan peralatan di lingkungan elektromagnetik yang kompleks.

• Komponen Manajemen Termal

Sebagai bahan inti untuk substrat pembuangan panas pada-perangkat berdaya tinggi, luas permukaan spesifik yang tinggi mempercepat konduksi dan pembuangan panas. Cocok untuk skenario kepadatan panas tinggi, mengatasi masalah panas berlebih pada chip berdaya tinggi, pencahayaan LED, perangkat RF 5G, dan mencegah penurunan kinerja.

Keunggulan kinerja foil tembaga mikropori ini sangat signifikan dan menawarkan (kinerja-biaya yang unggul). Dibandingkan dengan produk terkait dari perusahaan terkemuka seperti Nuode Investment Co., Ltd., Fukuda, dan Mitsui, produk ini memiliki prospek pasar yang luas. Teknologi keras menghadirkan pasar baru! Peluang baru! Masa depan yang baru!

Untuk detail lebih lanjut tentang Microporous Foils silakan kunjungi tautan produk kami melaluihttps://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper- foil.htmluntuk lebih jelasnya