Bahan baterai-presentasi kertas tembaga baterai

Apa yang dimaksud dengan kolektor negatif baterai lithium?

Untuk mendapatkan pemahaman yang jelas tentang kertas tembaga baterai, pertama-tama kita perlu mengetahui apa itu kolektor. Kolektor, sesuai dengan namanya, adalah struktur atau bagian yang menyatukan arus, terutama mengacu ke foil logam pada baterai lithium-ion, yang juga dapat mencakup pole lug. Fungsinya terutama untuk membentuk output arus yang lebih besar ke luar, dan resistansi internal harus sekecil mungkin untuk yang terbaik.

Fungsinya adalah untuk mengurangi hambatan internal baterai dan meningkatkan efisiensi Coulomb, stabilitas siklus dan multiplisitas baterai. Selain itu, kolektor tradisional, elektroda negatif menggunakan kertas tembaga, elektroda positif menggunakan aluminium foil berlapis karbonkarena konduktivitas aluminium dan tembaga, keuletan yang baik, relatif murah.

Prosesnya masih belum didefinisikan dan kontroversial

Industri kertas tembaga baterai masih dalam tahap awal dan belum ada perusahaan produksi massal yang nyata. Proses produksi kertas tembaga baterai arus utama belum ditentukan dan masih kontroversial.

Proses produksi foil tembaga baterai saat ini terutama mencakup proses satu langkah, dua langkah, dan tiga langkah. Selain itu, film dasar foil tembaga baterai saat ini terutama mencakup PET dan PP, di mana PP memiliki sifat kimia yang lebih stabil daripada PET, tetapi persyaratannya untuk peralatan lebih tinggi dan prosesnya lebih sulit untuk dikendalikan.

Seiring dengan kemajuan proses industrialisasi, proses dengan keunggulan dalam biaya dan hasil lebih mungkin untuk diakui oleh pasar, dan koeksistensi beberapa rute proses tidak dapat dikesampingkan di masa depan.

Keuntungan dari kertas tembaga

Dengan kertas tembaga baterai, lapisan polimer di tengah kolektor komposit akan meleleh dan memutus sirkuit ketika terjadi korsleting internal, yang dapat menekan arus korsleting dan mengontrol pelarian termal baterai, sehingga secara fundamental memecahkan masalah ledakan dan kebakaran sel baterai.

Selain itu, kertas tembaga baterai memiliki keunggulan biaya rendah. Berat kolektor komposit lebih dari 50% lebih rendah dari kolektor logam murni, sedangkan kepadatan energi baterai dapat ditingkatkan sebesar 5%-10%, dengan keuntungan yang jelas.

(一) Keamanan tinggi

Sel dengan kertas tembaga dapat lulus uji tusuk jarum: pelarian termal tidak terjadi apabila sel dengan kolektor komposit ditusuk jarum, terutama karena.

(1) Ketika jarum ditusuk di dalam sel dan terjadi korsleting dan memanas, lapisan polimer di tengah cairan komposit akan meleleh dan memutus sirkuit, yang dapat menghambat arus korsleting dan mengontrol pelarian termal baterai, dan pada dasarnya memecahkan masalah ledakan dan kebakaran sel.

(2) Ukuran duri yang dihasilkan ketika pengumpul cairan komposit ditusuk oleh jarum lebih kecil, dan kemungkinan korsleting internal lebih rendah.

(二) Biaya rendah

Kertas tembaga memiliki potensi yang lebih besar untuk pengurangan biaya. Untuk kertas tembaga murni, biaya bahan baku relatif tinggi. Dengan harga tembaga 60.000 RMB / ton, biaya satuan kertas tembaga baterai adalah 3,7 RMB / pp (tidak termasuk pajak), di mana biaya tembaga adalah 2,85 RMB / pp, terhitung hampir 77%. Foil tembaga PET dapat mengurangi jumlah tembaga hingga 2/3, dan biaya bahan baku turun secara signifikan. Menurut perkiraan, dengan hasil 80%, biaya kertas tembaga PET setelah produksi massal adalah sekitar 2,85 RMB / m2, yang 0,85 RMB / m2 lebih rendah dari pada kertas tembaga baterai (3,7 RMB / m2), dan biayanya akan terus menurun dengan peningkatan hasil yang berkelanjutan.

(三) Kepadatan energi yang tinggi

Kertas tembaga memiliki peran yang signifikan dalam peningkatan kepadatan energi baterai. Di satu sisi, kepadatan bahan organik lebih rendah daripada bahan logam, yang dapat mengurangi massa kolektor secara keseluruhan; di sisi lain, proporsi kertas tembaga baterai menjadi lebih sedikit dan ketebalannya menjadi lebih tipis, yang selanjutnya mengurangi massa kolektor.

Terukur bahwa massa foil tembaga baterai komposit PET 6um dengan luas yang sama berkurang sekitar 56,33% dibandingkan dengan foil tembaga baterai elektrolitik 6um karena bahan PET yang lebih ringan dibandingkan dengan tembaga. Menurut rumus untuk menghitung kepadatan energi baterai lithium: kepadatan energi massa = kapasitas baterai / massa baterai, mengurangi massa dapat meningkatkan kepadatan energi dengan kapasitas baterai yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa MA / MC lebih ringan, 77% lebih rendah dalam kepadatan daripada foil tembaga baterai, dan 5%-10% lebih tinggi dalam kepadatan energi.

Kemajuan industri kertas tembaga

Dalam hal kemajuan, perusahaan hulu, tengah, dan hilir dalam rantai industri secara aktif meletakkan bidang terkait kertas tembaga PET, dan masing-masing secara umum telah menyelesaikan akumulasi penelitian dan pengembangan, dan beberapa produsen telah menyelesaikan persiapan produksi dan validasi sampel, dan kertas tembaga baterai diharapkan dapat mencapai pengiriman batch pada tahun 2023.

Di antara perusahaan peralatan hulu, perusahaan terkait telah mematangkan teknologi produksi peralatan sputtering magnetron generasi kedua. Di antara produsen foil tembaga PET tengah, Jinmei merencanakan 350 juta ping tembaga PET / aluminium foil, yang telah mencapai produksi yang stabil dan merencanakan produksi massal.

Di antara produsen baterai hilir, CATL dan EVE, salah satu produsen baterai lithium roda duatelah mengajukan paten terkait kolektor komposit, memberikan dukungan teknis hilir lengkap untuk aplikasi foil tembaga PET dalam baterai lithium.

Ekspektasi pasar-13,7 miliar pada tahun 2025

Dipercaya secara luas di industri bahwa kertas tembaga baterai akan memulai industrialisasi pada tahun 2023, dengan peningkatan tingkat penetrasi yang cepat dan pertumbuhan yang eksplosif di industri ini.

Menurut perhitungan, output industri diperkirakan akan mencapai 200 juta ping pada tahun 2023, sesuai dengan permintaan baterai 17gwh, dan diperkirakan akan mencapai sekitar 800 juta ping pada tahun 2024, dengan permintaan global diperkirakan akan mencapai 2,9 miliar ping pada tahun 2025, ruang 13,7 miliar dan tingkat penetrasi 10%; Peralatan kertas tembaga PET akan memiliki ruang global sebesar 14,4 miliar pada tahun 2025.

Dalam jangka panjang, tingkat penetrasi foil tembaga baterai komposit diperkirakan akan meningkat menjadi 22% pada tahun 2030, dengan permintaan mencapai 19,2 miliar ping, ruang pasar mencapai 77,1 miliar RMB, dan ruang peralatan mencapai 18,8 miliar RMB.

Namun demikian, meskipun kertas tembaga memiliki keunggulan dalam hal keamanan, biaya dan kepadatan energi, namun ketebalan lapisan logam pada kedua sisi kertas tembaga umumnya hanya 1 mikron, yang menghasilkan resistensi kertas tembaga yang tinggi dan kemampuan arus berlebih yang terbatas. Hal ini pada gilirannya memengaruhi efisiensi pengisian dan pengosongan baterai secara keseluruhan.

Oleh karena itu, kami percaya bahwa kertas tembaga baterai dapat memenuhi persyaratan pengisian dan pengosongan 2C, tetapi mungkin menantangnya di masa depan di area dengan kebutuhan pengisian cepat. Berdasarkan kemajuan teknis saat ini, selain skenario aplikasi 4C listrik murni, kertas tembaga diharapkan menjadi lebih kompetitif di pasar penyimpanan energi, penukaran baterai, kendaraan kelas bawah dan menengah.

Untuk artikel lainnya tentang bahan lithium-ion, silakan merujuk ke 10 besar produsen bahan katoda baterai lithium di Cina, 10 besar produsen bahan lithium manganat, lithium karbonat.