Матеріали для акумуляторів - презентація мідної фольги для акумуляторів

Що таке негативний колектор літієвої батареї?

Щоб отримати чітке уявлення про мідну фольгу для акумуляторів, нам потрібно спочатку з'ясувати, що таке колектор. Колектор, як випливає з назви, є структурою або частиною, яка об'єднує струм, в основному відноситься до металевої фольги на літій-іонних батареях, яка також може включати полюсний наконечник. Його функція полягає в тому, щоб формувати більший вихідний струм назовні, а внутрішній опір повинен бути якомога меншим, наскільки це можливо.

Функція полягає в тому, щоб зменшити внутрішній опір акумулятора і поліпшити кулонівську ефективність, стабільність циклу і кратність акумулятора. Крім того, традиційний колектор, негативний електрод з використанням мідної фольги, позитивний електрод з використанням алюмінієва фольга з вуглецевим покриттямоскільки алюміній і мідь мають провідність, хорошу пластичність, відносно дешеві.

Процес все ще залишається невизначеним і суперечливим

Індустрія виробництва мідної фольги для акумуляторів все ще перебуває на ранніх стадіях, і поки що немає справжніх компаній, які б займалися масовим виробництвом. Основний процес виробництва мідної фольги для акумуляторів ще не визначений і досі залишається суперечливим.

Поточний процес виробництва мідної фольги для акумуляторів в основному включає одно-, дво- та триступеневі процеси. Крім того, основна плівка з мідної фольги для акумуляторів в основному включає ПЕТ і ПП, з яких ПП має більш стабільні хімічні властивості, ніж ПЕТ, але його вимоги до обладнання вищі, а процес складніше контролювати.

З розвитком процесу індустріалізації, процес з перевагою у вартості та врожайності з більшою ймовірністю буде визнаний ринком, і в майбутньому не можна виключати співіснування декількох технологічних маршрутів.

Переваги мідної фольги

З мідною фольгою акумулятора полімерний шар в середині композитного колектора розплавиться і розірве ланцюг при виникненні внутрішнього короткого замикання, що може придушити струм короткого замикання і контролювати тепловий вибіг акумулятора, таким чином принципово вирішуючи проблему вибуху і загоряння елемента живлення акумулятора.

Крім того, мідна фольга акумулятора має перевагу низької вартості. Вага композитного колектора більш ніж на 50% менша, ніж колектора з чистого металу, тоді як щільність енергії батареї можна збільшити на 5%-10%, що має очевидні переваги.

(一) Висока безпека

Елементи з мідною фольгою можуть витримати випробування голкою: при проколюванні елементів з композитними колекторами не відбувається теплового втечі, головним чином тому, що.

(1) Коли голка проколюється всередині комірки, відбувається коротке замикання і нагрівається, шар полімеру в середині композитної рідини плавиться і розриває ланцюг, що може пригнічувати струм короткого замикання і контролювати тепловий вибіг батареї, а також принципово вирішити проблему вибуху і загоряння комірки.

(2) Розмір задирок, що утворюються при проколюванні голками композитного колектора рідини, менший, а ймовірність внутрішнього короткого замикання нижча.

(二) Низька вартість

Мідна фольга має більший потенціал для зниження витрат. Для чистої мідної фольги витрати на сировину відносно високі. При ціні міді 60 000 юанів/тонна, вартість одиниці мідної фольги для акумуляторів становить 3,7 юанів/пінг (без урахування податку), з яких вартість міді становить 2,85 юанів/пінг, що становить майже 77%. Мідна фольга ПЕТ може зменшити кількість міді на 2/3, а вартість сировини значно знижується. Згідно з оцінкою, при виході 80% вартість мідної фольги ПЕТ після масового виробництва становить близько 2,85 юанів/м2, що на 0,85 юанів/м2 нижче, ніж вартість мідної фольги для акумуляторів (3,7 юанів/м2), і вартість буде продовжувати знижуватися з постійним поліпшенням врожайності.

(三) Висока щільність енергії

Мідна фольга відіграє значну роль у покращенні щільності енергії акумулятора. З одного боку, щільність органічних матеріалів нижча, ніж у металевих, що може зменшити загальну масу колектора; з іншого боку, частка мідної фольги в акумуляторі стає меншою, а товщина - тоншою, що ще більше зменшує масу колектора.

Виміряно, що маса 6-міліметрової композитної мідної фольги з ПЕТ-батареї з однаковою площею зменшується приблизно на 56,33% порівняно з 6-міліметровою мідною фольгою з електролітичної батареї завдяки більш легкому матеріалу ПЕТ порівняно з міддю. Згідно з формулою розрахунку щільності енергії літієвої батареї: щільність енергії маси = ємність акумулятора / маса акумулятора, зменшення маси може покращити щільність енергії при тій же ємності акумулятора. Показано, що MA/MC легший за вагою, на 77% нижчий за щільністю, ніж мідна фольга акумулятора, і на 5%-10% вищий за щільністю енергії.

Розвиток галузі виробництва мідної фольги

Що стосується прогресу, то підприємства вищого, середнього та нижчого рівня в галузевому ланцюзі активно закладають родовища, пов'язані з мідною фольгою ПЕТ, і кожне з них, як правило, завершило накопичення досліджень та розробок, а деякі виробники завершили підготовку виробництва та перевірку зразків, а мідна фольга для акумуляторів, як очікується, досягне партійного відвантаження в 2023 році.

Серед підприємств, що займаються видобувним обладнанням, відповідні підприємства вдосконалили технологію виробництва обладнання для магнетронного розпилення другого покоління. Серед середніх виробників мідної ПЕТ-фольги Jinmei планує 350 мільйонів пінгів мідно-алюмінієвої ПЕТ-фольги, яка вже досягла стабільного виробництва і планує масове виробництво.

Серед виробників акумуляторних батарей, CATL і EVE, одним з яких є виробники літієвих батарей для двоколісних транспортних засобівподали заявки на патенти, пов'язані з композитними колекторами, надаючи повну технічну підтримку для застосування мідної фольги ПЕТФ у літієвих батареях.

Очікування ринку - 13,7 млрд до 2025 року

У галузі широко поширена думка, що мідна фольга для акумуляторів почне індустріалізацію в 2023 році, зі швидким збільшенням рівня проникнення та вибуховим зростанням галузі.

Згідно з розрахунками, очікується, що обсяг виробництва галузі досягне 200 мільйонів пінгів у 2023 році, що відповідає попиту на батареї 17 гВт-год, і, як очікується, досягне близько 800 мільйонів пінгів у 2024 році, а світовий попит, як очікується, досягне 2,9 мільярда пінгів у 2025 році, простір 13,7 мільярда і рівень проникнення 10%; обладнання з мідної фольги ПЕТ матиме глобальний простір 14,4 мільярда в 2025 році.

У довгостроковій перспективі очікується, що рівень проникнення композитної акумуляторної мідної фольги зросте до 22% у 2030 році, а попит досягне 19,2 мільярда пінгів, ринковий простір - 77,1 мільярда юанів, а простір для обладнання - 18,8 мільярда юанів.

Однак, хоча мідна фольга має переваги в безпеці, вартості та щільності енергії, товщина металевого шару з обох боків мідної фольги зазвичай становить лише 1 мкм, що призводить до високого опору мідної фольги та обмеженої здатності перевантажувати струм. Це, в свою чергу, впливає на загальну ефективність заряджання і розряджання акумулятора.

Тому ми вважаємо, що мідна фольга для акумуляторів може відповідати вимогам 2C щодо заряджання та розряджання, але може кинути виклик у майбутньому в районах з потребами швидкого заряджання. Виходячи з поточного технічного прогресу, на додаток до чисто електричного сценарію застосування 4C, мідна фольга, як очікується, буде більш конкурентоспроможною на ринках зберігання енергії, заміни акумуляторів, автомобілів низького та середнього класу.

Більше статей про літій-іонні матеріали можна знайти в топ-10 виробники катодних матеріалів для літієвих батарей у Китаї, топ-10 виробник марганцевокислого літію, карбонат літію.