Materiales de la batería-presentación de la lámina de cobre de la batería
Algunos expertos señalan que la lámina de cobre, que presenta las ventajas de la seguridad, la alta densidad energética y el bajo coste, puede sustituir parcialmente a las tradicionales bateríalámina de cobre y se espera que alcance la producción en masa en la segunda mitad de 2023, con un índice de penetración de 10% en 2025. La mayoría de las empresas también están acumulando I+D en la actualidad, y algunos fabricantes han completado los preparativos para la producción y verificación de muestras, lo que indica que pronto comenzará la producción en masa de láminas de cobre para baterías.
Índice
¿Qué es el colector negativo de una batería de litio?
Para tener una idea clara de la lámina de cobre de las baterías, primero tenemos que saber qué es un colector. Colector, como su nombre indica, es la estructura o parte que reúne la corriente, se refiere principalmente a la lámina de metal en las baterías de iones de litio, que también puede incluir la orejeta del polo. Su función es principalmente formar una mayor salida de corriente hacia el exterior, y la resistencia interna debe ser lo más pequeña posible para lo mejor.
La función es reducir la resistencia interna de la batería y mejorar la eficiencia de Coulomb, la estabilidad del ciclo y la multiplicidad de la batería. Además, el colector tradicional, electrodo negativo con lámina de cobre, electrodo positivo con papel de aluminio recubierto de carbonoporque la conductividad del aluminio y el cobre, buena ductilidad, relativamente barato.
El proceso aún no está definido y es controvertido
La industria de las láminas de cobre para baterías se encuentra aún en sus primeras fases y todavía no existen verdaderas empresas de producción en serie. El proceso principal de producción de láminas de cobre para baterías aún no se ha definido y sigue siendo controvertido.
El proceso actual de producción de láminas de cobre para baterías incluye principalmente procesos de un paso, dos pasos y tres pasos. Además, la película base de lámina de cobre para baterías actual incluye principalmente PET y PP, de los cuales el PP tiene propiedades químicas más estables que el PET, pero sus requisitos de equipamiento son mayores y el proceso es más difícil de controlar.
A medida que avanza el proceso de industrialización, es más probable que el proceso con ventaja en coste y rendimiento sea reconocido por el mercado, y no se puede descartar la coexistencia de varias rutas de proceso en el futuro.
Ventajas de la lámina de cobre
Con la lámina de cobre de la batería, la capa de polímero en el centro del colector compuesto se fundirá y romperá el circuito cuando se produzca el cortocircuito interno, lo que puede suprimir la corriente de cortocircuito y controlar el desbocamiento térmico de la batería, resolviendo así fundamentalmente el problema de explosión e incendio de la célula de la batería.
Además, la lámina de cobre de la batería tiene la ventaja de su bajo coste. El peso del colector compuesto es inferior en más de 50% al del colector de metal puro, mientras que la densidad energética de la batería puede aumentar en 5%-10%, con ventajas evidentes.
(一) Alta seguridad
Las células con lámina de cobre pueden superar la prueba de punción: el desbordamiento térmico no se produce cuando se puncionan las células con colectores compuestos, principalmente porque.
(1) Cuando la aguja se perfora dentro de la célula y se produce un cortocircuito y se calienta, la capa de polímero en medio del fluido compuesto se derretirá y romperá el circuito, lo que puede inhibir la corriente de cortocircuito y controlar el desbordamiento térmico de la batería, y fundamentalmente resolver el problema de explosión e incendio de la célula.
(2) El tamaño de la rebaba generada cuando el colector de fluido compuesto es perforado por agujas es menor, y la posibilidad de cortocircuito interno es menor.
(二) Bajo coste
La lámina de cobre tiene un mayor potencial de reducción de costes. En el caso de las láminas de cobre puro, los costes de las materias primas son relativamente altos. Con un precio del cobre de 60.000 RMB/tonelada, el coste unitario de la lámina de cobre para baterías es de 3,7 RMB/ping (impuestos excluidos), de los cuales el coste del cobre es de 2,85 RMB/ping, lo que supone casi 77%. La lámina de cobre PET puede reducir la cantidad de cobre en 2/3, y el coste de la materia prima disminuye significativamente. Según las estimaciones, con un rendimiento de 80%, el coste de la lámina de cobre de PET tras la producción en masa es de unos 2,85 RMB/m2, lo que supone 0,85 RMB/m2 menos que el de la lámina de cobre para baterías (3,7 RMB/m2), y el coste seguirá disminuyendo con la mejora continua del rendimiento.
(三) Alta densidad energética
La lámina de cobre desempeña un papel importante en la mejora de la densidad energética de las baterías. Por un lado, la densidad de los materiales orgánicos es menor que la de los materiales metálicos, lo que puede reducir la masa total del colector; por otro, la proporción de lámina de cobre de la batería es menor y el grosor más fino, lo que reduce aún más la masa del colector.
Se ha medido que la masa de la lámina de cobre de batería compuesta de PET de 6um con la misma área se reduce en unos 56,33% en comparación con la lámina de cobre de batería electrolítica de 6um debido a que el material de PET es más ligero que el cobre. Según la fórmula para calcular la densidad de energía de la batería de litio: densidad de energía de masa = capacidad de la batería / masa de la batería, la reducción de la masa puede mejorar la densidad de energía con la misma capacidad de la batería. Se demuestra que MA/MC es más ligero en peso, 77% más bajo en densidad que la lámina de cobre de la batería, y 5%-10% más alto en densidad energética.
Avance industrial de la lámina de cobre
En términos de progreso, las empresas de la cadena de la industria están estableciendo activamente los campos relacionados con la lámina de cobre para PET, y cada una ha completado en general la acumulación de investigación y desarrollo, y algunos fabricantes han completado la preparación de la producción de muestras y la validación, y se espera que la lámina de cobre para baterías logre el envío de lotes en 2023.
Entre las empresas de equipos anteriores, las empresas relevantes han madurado la tecnología de producción de equipos de pulverización catódica por magnetrón de segunda generación. Entre los fabricantes intermedios de láminas de cobre PET, Jinmei planea la producción de 350 millones de ping de láminas de cobre/aluminio PET, que ya ha alcanzado una producción estable y está planificando la producción en masa.
Entre los fabricantes de baterías, CATL y EVE, una de las fabricantes de baterías de litio para vehículos de dos ruedashan solicitado patentes relacionadas con los colectores compuestos, proporcionando un completo soporte técnico posterior para la aplicación de láminas de cobre PET en baterías de litio.
Expectativas de mercado-13.700 millones para 2025
Se cree ampliamente en la industria que la lámina de cobre para baterías comenzará a industrializarse en 2023, con un rápido aumento de la tasa de penetración y un crecimiento explosivo de la industria.
Según los cálculos, se espera que la producción de la industria alcance los 200 millones de ping en 2023, lo que corresponde a una demanda de baterías de 17gwh, y se prevé que llegue a unos 800 millones de ping en 2024, con una demanda global que alcanzará los 2.900 millones de ping en 2025, un espacio de 13.700 millones y una tasa de penetración de 10%; los equipos de lámina de cobre PET tendrán un espacio global de 14.400 millones en 2025.
A largo plazo, se espera que el índice de penetración de la lámina de cobre para baterías de material compuesto aumente hasta 22% en 2030, con una demanda que alcanzará los 19.200 millones de ping, un espacio de mercado que llegará a los 77.100 millones de RMB y un espacio de equipamiento que alcanzará los 18.800 millones de RMB.
Sin embargo, aunque la lámina de cobre presenta ventajas en cuanto a seguridad, coste y densidad energética, el grosor de la capa metálica a ambos lados de la lámina de cobre suele ser de sólo 1 micra, lo que da lugar a una elevada resistencia de la lámina de cobre y a una capacidad limitada de sobrecorriente. Esto, a su vez, afecta a la eficiencia global de carga y descarga de la batería.
Por lo tanto, creemos que la lámina de cobre para baterías puede cumplir los requisitos de carga y descarga de 2C, pero puede suponer un reto en el futuro en áreas con necesidades de carga rápida. Basándonos en el progreso técnico actual, además del escenario de aplicación 4C puramente eléctrico, se espera que la lámina de cobre sea más competitiva en los mercados de almacenamiento de energía, intercambio de baterías y vehículos de gama baja y media.
Estimados lectores, Mi trayectoria profesional comenzó con un máster en Ingeniería Electrónica, tras el cual dirigí mi atención hacia los sistemas de intercambio de baterías de litio. Como ingeniero en una renombrada empresa de baterías, no sólo he contribuido de todo corazón a varios proyectos exitosos de estaciones de intercambio de baterías, sino que también he adquirido una gran experiencia. A través de mis escritos, aspiro a compartir con usted mis conocimientos sobre el intercambio de baterías de motocicletas.
Materiales de la batería-presentación de la lámina de cobre de la batería
Algunos expertos señalan que la lámina de cobre, que presenta las ventajas de la seguridad, la alta densidad energética y el bajo coste, puede sustituir parcialmente a las tradicionales batería lámina de cobre y se espera que alcance la producción en masa en la segunda mitad de 2023, con un índice de penetración de 10% en 2025. La mayoría de las empresas también están acumulando I+D en la actualidad, y algunos fabricantes han completado los preparativos para la producción y verificación de muestras, lo que indica que pronto comenzará la producción en masa de láminas de cobre para baterías.
¿Qué es el colector negativo de una batería de litio?
Para tener una idea clara de la lámina de cobre de las baterías, primero tenemos que saber qué es un colector. Colector, como su nombre indica, es la estructura o parte que reúne la corriente, se refiere principalmente a la lámina de metal en las baterías de iones de litio, que también puede incluir la orejeta del polo. Su función es principalmente formar una mayor salida de corriente hacia el exterior, y la resistencia interna debe ser lo más pequeña posible para lo mejor.
La función es reducir la resistencia interna de la batería y mejorar la eficiencia de Coulomb, la estabilidad del ciclo y la multiplicidad de la batería. Además, el colector tradicional, electrodo negativo con lámina de cobre, electrodo positivo con papel de aluminio recubierto de carbonoporque la conductividad del aluminio y el cobre, buena ductilidad, relativamente barato.
El proceso aún no está definido y es controvertido
La industria de las láminas de cobre para baterías se encuentra aún en sus primeras fases y todavía no existen verdaderas empresas de producción en serie. El proceso principal de producción de láminas de cobre para baterías aún no se ha definido y sigue siendo controvertido.
El proceso actual de producción de láminas de cobre para baterías incluye principalmente procesos de un paso, dos pasos y tres pasos. Además, la película base de lámina de cobre para baterías actual incluye principalmente PET y PP, de los cuales el PP tiene propiedades químicas más estables que el PET, pero sus requisitos de equipamiento son mayores y el proceso es más difícil de controlar.
A medida que avanza el proceso de industrialización, es más probable que el proceso con ventaja en coste y rendimiento sea reconocido por el mercado, y no se puede descartar la coexistencia de varias rutas de proceso en el futuro.
Ventajas de la lámina de cobre
Con la lámina de cobre de la batería, la capa de polímero en el centro del colector compuesto se fundirá y romperá el circuito cuando se produzca el cortocircuito interno, lo que puede suprimir la corriente de cortocircuito y controlar el desbocamiento térmico de la batería, resolviendo así fundamentalmente el problema de explosión e incendio de la célula de la batería.
Además, la lámina de cobre de la batería tiene la ventaja de su bajo coste. El peso del colector compuesto es inferior en más de 50% al del colector de metal puro, mientras que la densidad energética de la batería puede aumentar en 5%-10%, con ventajas evidentes.
(一) Alta seguridad
Las células con lámina de cobre pueden superar la prueba de punción: el desbordamiento térmico no se produce cuando se puncionan las células con colectores compuestos, principalmente porque.
(1) Cuando la aguja se perfora dentro de la célula y se produce un cortocircuito y se calienta, la capa de polímero en medio del fluido compuesto se derretirá y romperá el circuito, lo que puede inhibir la corriente de cortocircuito y controlar el desbordamiento térmico de la batería, y fundamentalmente resolver el problema de explosión e incendio de la célula.
(2) El tamaño de la rebaba generada cuando el colector de fluido compuesto es perforado por agujas es menor, y la posibilidad de cortocircuito interno es menor.
(二) Bajo coste
La lámina de cobre tiene un mayor potencial de reducción de costes. En el caso de las láminas de cobre puro, los costes de las materias primas son relativamente altos. Con un precio del cobre de 60.000 RMB/tonelada, el coste unitario de la lámina de cobre para baterías es de 3,7 RMB/ping (impuestos excluidos), de los cuales el coste del cobre es de 2,85 RMB/ping, lo que supone casi 77%. La lámina de cobre PET puede reducir la cantidad de cobre en 2/3, y el coste de la materia prima disminuye significativamente. Según las estimaciones, con un rendimiento de 80%, el coste de la lámina de cobre de PET tras la producción en masa es de unos 2,85 RMB/m2, lo que supone 0,85 RMB/m2 menos que el de la lámina de cobre para baterías (3,7 RMB/m2), y el coste seguirá disminuyendo con la mejora continua del rendimiento.
(三) Alta densidad energética
La lámina de cobre desempeña un papel importante en la mejora de la densidad energética de las baterías. Por un lado, la densidad de los materiales orgánicos es menor que la de los materiales metálicos, lo que puede reducir la masa total del colector; por otro, la proporción de lámina de cobre de la batería es menor y el grosor más fino, lo que reduce aún más la masa del colector.
Se ha medido que la masa de la lámina de cobre de batería compuesta de PET de 6um con la misma área se reduce en unos 56,33% en comparación con la lámina de cobre de batería electrolítica de 6um debido a que el material de PET es más ligero que el cobre. Según la fórmula para calcular la densidad de energía de la batería de litio: densidad de energía de masa = capacidad de la batería / masa de la batería, la reducción de la masa puede mejorar la densidad de energía con la misma capacidad de la batería. Se demuestra que MA/MC es más ligero en peso, 77% más bajo en densidad que la lámina de cobre de la batería, y 5%-10% más alto en densidad energética.
Avance industrial de la lámina de cobre
En términos de progreso, las empresas de la cadena de la industria están estableciendo activamente los campos relacionados con la lámina de cobre para PET, y cada una ha completado en general la acumulación de investigación y desarrollo, y algunos fabricantes han completado la preparación de la producción de muestras y la validación, y se espera que la lámina de cobre para baterías logre el envío de lotes en 2023.
Entre las empresas de equipos anteriores, las empresas relevantes han madurado la tecnología de producción de equipos de pulverización catódica por magnetrón de segunda generación. Entre los fabricantes intermedios de láminas de cobre PET, Jinmei planea la producción de 350 millones de ping de láminas de cobre/aluminio PET, que ya ha alcanzado una producción estable y está planificando la producción en masa.
Entre los fabricantes de baterías, CATL y EVE, una de las fabricantes de baterías de litio para vehículos de dos ruedashan solicitado patentes relacionadas con los colectores compuestos, proporcionando un completo soporte técnico posterior para la aplicación de láminas de cobre PET en baterías de litio.
Expectativas de mercado-13.700 millones para 2025
Se cree ampliamente en la industria que la lámina de cobre para baterías comenzará a industrializarse en 2023, con un rápido aumento de la tasa de penetración y un crecimiento explosivo de la industria.
Según los cálculos, se espera que la producción de la industria alcance los 200 millones de ping en 2023, lo que corresponde a una demanda de baterías de 17gwh, y se prevé que llegue a unos 800 millones de ping en 2024, con una demanda global que alcanzará los 2.900 millones de ping en 2025, un espacio de 13.700 millones y una tasa de penetración de 10%; los equipos de lámina de cobre PET tendrán un espacio global de 14.400 millones en 2025.
A largo plazo, se espera que el índice de penetración de la lámina de cobre para baterías de material compuesto aumente hasta 22% en 2030, con una demanda que alcanzará los 19.200 millones de ping, un espacio de mercado que llegará a los 77.100 millones de RMB y un espacio de equipamiento que alcanzará los 18.800 millones de RMB.
Sin embargo, aunque la lámina de cobre presenta ventajas en cuanto a seguridad, coste y densidad energética, el grosor de la capa metálica a ambos lados de la lámina de cobre suele ser de sólo 1 micra, lo que da lugar a una elevada resistencia de la lámina de cobre y a una capacidad limitada de sobrecorriente. Esto, a su vez, afecta a la eficiencia global de carga y descarga de la batería.
Por lo tanto, creemos que la lámina de cobre para baterías puede cumplir los requisitos de carga y descarga de 2C, pero puede suponer un reto en el futuro en áreas con necesidades de carga rápida. Basándonos en el progreso técnico actual, además del escenario de aplicación 4C puramente eléctrico, se espera que la lámina de cobre sea más competitiva en los mercados de almacenamiento de energía, intercambio de baterías y vehículos de gama baja y media.
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