רדיד קצף דק במיוחד הופך את העתיד של סוללת נתרן/ליתיום ללא אלקטרודה שלילית

לאחר מאות מחקר ופיתוח "ניסוי וטעייה" אינטליגנטים וכיווניים, התחלנו בהצלחה לייצר רדיד נחושת מיקרו-נקבי מוקצף דק במיוחד (10-20 מיקרומטר, נקבוביות 90%) ורדיד אלומיניום מיקרו-נקבי במיוחד מוקצף דק במיוחד (15-30 מיקרומטר, נקבוביות 85%). מוצר זה, עם המאפיינים המבניים המפריעים שלו, קיבל מיד הזמנות רכש ובדיקה מיצרני סוללות מובילים עם השקתו, מה שמצביע על כך שהוא עשוי למלא תפקיד מפתח בדור הבא של טכנולוגיית הסוללות, במיוחד בתחום החדשני של "סוללות נתרן/ליתיום עם פחות אלקטרודות שליליות/אלקטרודות שליליות שנוצרו בעצמו".

קולטי זרם מסורתיים (רדיד אלומיניום אלקטרודה חיובית, רדיד נחושת אלקטרודה שלילית) הם רדיד מתכת צפוף שתפקידם העיקרי הוא לאסוף ולהוליך אלקטרונים. ניתן להבין את רדיד המיקרו-נקבובי הקצף כאספן מסוג "מסגרת מוליכה נקבובית תלת-ממדית".

יתרונות הליבה שלה טמונים ב:

1. נקבוביות אולטרה גבוהה (85% -90%): פירושו שהרוב המכריע של נפחו ריק, מה שמספק מקום ויכולת עצומה למילוי של חומרים פעילים.

2. דק וחזק במיוחד: תוך שמירה על עובי דק במיוחד, המבנה התלת--ממדי שלו בשילוב עם מערכת דבק מיקרו-ציפוי מוליכים בהתארכות גבוהה בהפסקה יכולים לעלות על החוזק המכאני והגמישות של חומרי נייר כסף מסורתיים.

3. שטח פנים ספציפי עצום: בשילוב עם קצף מסודר וזרוע כוכבים, מבנה הרשת התלת--ממדי הופך את שטח הפנים שלה לגדול בהרבה מזה של רדיד מישור דו-מימדי, ומפחית את עכבת המגע וצפיפות הזרם.

4. גודל נקבוביות וטווח מרווח מתאים: מאפיינים אלה פותרים את נקודות הכאב המרכזיות של המסלול הנוכחי של טכנולוגיית הסוללה של "מעט אלקטרודות שליליות/אלקטרודות שליליות שנוצרו בעצמם" בעלות נמוכה תוך חיפוש אחר צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד. זה יכול להבטיח את הקיבולת, ביצועי הקצב וחיי המחזור של הסוללה ללא צורך בסוללת נתרן קיימת בסוללת פחמן קשיח וסוללת ליתיום גרפיט.

טכנולוגיית ה"אלקטרודה הפחות שלילית" שואפת לצמצם במידה ניכרת את השימוש בחומרי אלקטרודה שליליים לפני ליטייה/לפני הנקה; "האלקטרודה השלילית שנוצרה בעצמה" היא רדיקלית יותר, מורכבת בדרך כלל ללא אלקטרודה שלילית או רק עם שכבת זרע מיוחדת דקה מאוד. יוני מתכת מתקבלים מהאלקטרודה החיובית במהלך הטעינה הראשונה, ושכבה של אלקטרודה שלילית "נוצרת בעצמה" על קולט זרם האלקטרודה השלילית. רדיד הקצף מספק "בסיס" אנודה אידיאלי לשתי הטכנולוגיות הללו.

1. סוללת סודיום יון: יישום גאוני של רדיד אלומיניום מוקצף

באופן מסורתי, אלומיניום ונתרן עוברים תגובות סגסוגות בפוטנציאלים נמוכים, ולכן נפוץ בנייר נחושת משמש כקולט הזרם לאלקטרודות שליליות של נתרן. למרות ששכבת הזרעים המיוחדת ושכבת ציפוי הפחמן המוליך יכולים לפתור חלקית בעיה זו, הופעתו של רדיד אלומיניום קצף פתחה רעיון חדש לעיצוב של אלקטרודה שלילית נתרן.

1.1 כמארח של "אלקטרודה שלילית שנוצרה בעצמה": רדיד אלומיניום קצף דק במיוחד יכול לשמש כאספן השלילי. המרחב התלת מימדי העצום ושטח הפנים הספציפי שלו יכולים להכיל ביעילות את מתכת הנתרן המשקעת בתהליך פריקת המטען הראשון. מבנה זה יכול לפזר ביעילות את צפיפות הזרם, לדכא את צמיחת הדנדריטים ולשפר את הבטיחות.

1.2 שילוב מושלם עם חומרי פחמן נקבוביים: גודל נקבוביות ואחידות מעולה, ונקבוביות גבוהה במיוחד, מתאים למיקרו מגולוון, מצופה פח, מצופה ניקל (סיבי פחמן מגודל אדים), צינורות פחמן בדרגת קריסטל וסדרות פחמן נקבוביות אחרות, רדיד אלומיניום מוקצף יכול להפוך ל"מסגרת אקטיבית" עוצמתית.

לדוגמה, רדיד אלומיניום קצף מגולוון ומשומר: מגולוון הוא חומר אנודי נתרן מעולה, המצופה במיקרו על מסגרת האלומיניום הקצף ליצירת אנודה בעלת ביצועים גבוהים המשלבת מוליכות, זיקה לנתרן וזיקת ​​ליתיום, ומספקת אתר אחסון נתרן.

רדיד קצף מרוכב של צינורות פחמן בדרגת 1.3 VGCF/גביש: חומרי פחמן אלה בעלי שטח פנים ספציפי גבוה ומבנה יציב ממולאים או גדלים בתעלות התלת מימדיות של רדיד הקצף כדי לבנות רשת מוליכה מעולה ותעלת העברת יונים, מה שמשפר מאוד את הקיבולת ואת יציבות המחזוריות של האלקטרודה השלילית.

1.4 נחושת הקצף הסינטרה הייחודית והנחושת המיקרו-נקבובית יוצרים ננו מזופורות על הקירות הפנימיים והחיצוניים, כאשר שטח הפנים הספציפי עולה בהרבה על זה של אלקטרודת סיליקון שלילית ואלקטרודה שלילית של מתכת ליתיום (יציבות קשה) (בעיית התרחבות ענקית). קצף נחושת משלבת טכנולוגיית סינטר נחושת בצורה מושלמת על בסיס הטכנולוגיה המיקרו-פורוסית הייחודית שלה.

2. סוללת ליתיום: האנודה נטולת הליתיום של רדיד נחושת קצף "משולבת במיומנות"

בטכנולוגיה של סוללת ליתיום ללא אלקטרודה שלילית, הערך של רדיד נחושת קצף בולט יותר.

מצע אידיאלי לשקיעת מתכת ליתיום: בסוללת אלקטרודה לא שלילית, מתכת ליתיום צריכה להיות מופקדת באופן אחיד על רדיד הנחושת במהלך הטעינה הראשונה. רדיד נחושת חלק מסורתי נוטה לגידול מקומי של דנדריטים ליתיום ולהיווצרות "ליתיום מת". המבנה הנקבובי התלת--מימדי של רדיד נחושת מיקרו-נקבי מוקצף יכול "לנעול" מתכת ליתיום בתוך החור, לממש גרעין ותצהיר אחיד של משטח ספציפי במיוחד-גבוה במיוחד, ולשפר משמעותית את היעילות והבטיחות של קולומב.

"שילוב גאוני" של סיבי פחמן: כפי שאמרת, ניתן לשלב סיבי פחמן (כגון צינור פחמן בדרגת קריסטל VGCF) עם נחושת מוקצפת כדי לבנות רשת מוליכה אוהבת ליתיום בנקבוביותיו. רשת זו יכולה לא רק להנחות את השקיעה האחידה של ליתיום, אלא גם לחסן ביעילות את שינויי הנפח במהלך תהליך הטעינה והפריקה, שהוא אחד הנתיבים הטכנולוגיים המרכזיים להשגת סוללות ליתיום לא שליליות-ארכות חיים.

כמסגרת מחזקת של "מעט אלקטרודות שליליות": גם אם נעשה שימוש בכמות קטנה של אלקטרודה שלילית מפחמן סיליקון או גרפיט וממלאים את התמיסה שלה ברדיד נחושת מוקצף, ניתן ליצור ציפוי אלקטרודה שלילי דק מבלי להיסדק, להתפרק ולנשור. יחד עם זאת, הרשת המוליכה התלת-ממדית-מבטיחה ביצועי הגדלה מצוינים, בעובי של 1/10 בלבד, 2/100 מהמקור, כדי להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, ויש לה יתרונות עצומים בעלות.

לפרטים נוספים אנא בקר בקישור המוצר שלנו: https://www.lyhsmetal.com/copper/microporous-aluminium-foil.html

הטכנולוגיה הייחודית הזו מאפשרת למוצר להגיע לייצור המוני-יציב ובעלויות נמוכות, ויתרון העלות שלו יבוא משני היבטים: ראשית, מהירות הייצור של החומר עצמו, והנקבוביות הגבוהה, החוסכת בחומרים ומפחיתה משקל; השני הוא הירידה בעלויות הייצור והביצועים המקיפות של סוללות שהביאה על ידה (כמעט ללא צורך בציוד קצה שלילי, השקעה באתר ובתהליך), שתהפוך את כל תעשיית האלקטרודות השליליות של הסוללות.

ההשפעה על תעשיית הסוללות

1. האצת המסחור של טכנולוגיית "ללא אלקטרודות שליליות/מעט אלקטרודות שליליות": מתן פתרון החומר הבסיסי הקריטי ביותר לנתיב טכנולוגיית צפיפות אנרגיה גבוהה-המבטיח ביותר הזה, מה שהופך סוללות עם צפיפות אנרגיה של 500Wh/kg ומעלה למציאות בתוך יכולות המערכות והציוד הקיימות.

2. קידום פריצות דרך בביצועי סוללות נתרן יון: מתן פלטפורמה חדשה לתכנון של אלקטרודות נתרן שליליות, שצפויה לפתור את הבעיות של קיבולת חומרי פחמן נמוכה והרחבת נפח גדול של חומרי סגסוגת באלקטרודות נתרן שליליות, לשפר עוד יותר את צפיפות האנרגיה וחיי המחזור של סוללות נתרן, ולשפר מאוד את התחרותיות שלהן מול סוללות ליתיום.

3. עיצוב מחדש של תהליכי ייצור סוללות: עשוי לדרוש פיתוח של מילוי תרחיץ אלקטרודות חדש, טכנולוגיות לחיצת רולר, ואף להוליד תהליך ייצור חדש לחלוטין של "שילוב אלקטרודות קולט זרם".

ההשפעה על תעשיית נייר הכסף

1. השדרוג מ"סחורה" ל"מוצר טכנולוגי": קולטי נוזלים הם כבר לא רק יריעות מתכת סטנדרטיות, אלא הפכו למוצרי מחסום-היי-טק עם מיקרו-מבנים מורכבים ופונקציות מותאמות אישית. המיקוד של ערך התעשייה יעבור מעמלות עיבוד פשוטות לפרמיות טכנולוגיות.

2. הפעלת סבב חדש של תחרות טכנולוגיה: ענקיות נייר כסף מסורתיות כמו נורד וג'יאיואן יתמודדו עם אתגרים עצומים וחייבות להשקיע במחקר ופיתוח כדי לעקוב אחר טכנולוגיות אספנים נקבוביות דומות, אחרת הן יתמודדו עם הסיכון של שיבוש שוק.

3. שחזור שרשרת תעשייתית: יצרני ציוד במעלה הזרם צריכים לפתח ציוד המסוגל לייצר מתכת קצף דקה במיוחד עם נקבוביות גבוהה כזו; מפעלי סוללות במורד הזרם צריכים להעריך מחדש את שרשרת האספקה ​​שלהם ולהיקשר עמוק עם ספקי נייר כסף מראש עם יכולות חדשנות מרכזיות.

לפרטים נוספים אנא בקר בקישור המוצר שלנו: https://www.lyhsmetal.com/copper/copper-foil/microporous-copper-foil.html

קולטי זרם תלת מימדיים הם כיוון חשוב לפיתוח תעשיית הסוללות, וטכנולוגיית קולט זרם תלת מימדית- היא הערובה הטכנית למסחור של סוללות סיליקון פחמן, ליתיום מוצק- וסוללות ליתיום- מתקדמות.

ששת כיווני היישום העיקריים של קולטי זרם תלת מימדי- הם: ללא אלקטרודה שלילית/יצירת עצמי, מצב מוצק/חצי-, קבל-על/קבל יבש, אלקטרודה שלילית של פחמן סיליקון, שלד חזק מוליך יבש, מוליכות תרמית/קיבולת חום/ספיחה/סינון.

כריכה גבוהה/עכבה נמוכה/הגדלה גבוהה/התנגדות לטמפרטורה נמוכה

הטבעה וחדירה של חומרים פעילים כדי למנוע ניתוק, להאריך את חיי הסוללה, לייצב את רכיבת האופניים, להגדיל את שטח המגע עם האלקטרודה, להפחית את ההתנגדות להעברת מטען, להתחבר למעלה ולמטה, להכפיל את אזור הנשיאה המוליך ולהפחית עכבה.

הפחתת צפיפות הזרם והנחיית דיכוי דנדריטים

מעכב בעירה, שינוי פאזה, בטיחות נגד PTC, קרמיקה, אנטי קורוזיה, זיקה לנתרן (כגון אבץ, כסף), זיקה לליתיום (כגון פח), האצת יונים ופריימרים בטיחותיים אחרים, פיזור חלקי והפחתת צפיפות הזרם בנקודת ניקוב המחט, מניעה את הענף האנכי של החור הצדדי ומנחים את הענף הצידי דיאפרגמה

סוללת נתרן/ליתיום: אין אלקטרודה שלילית/נוצרת עצמית

אופטימיזציה של מערכות פחמן נקבוביות, VGCF,COFS, העיצוב המדורג של ציפוי תחתית ננו-שפופרת פחמן הפך לחומר רדיד מפתח ל"טכנולוגיה ללא אלקטרודה/יצירת עצמי שלילי" של סוללות נתרן וליתיום, משפר מאוד את צפיפות האנרגיה ומסייע בפיתוח טכנולוגיית אין אלקטרודה שלילית.

טעינה ופריקה מהירה-יונית מרובה ערוצים

שפר משמעותית את היעילות הראשונית, הגדלת קיבולת פני השטח, יצירת רשת תלת-ממדית של מיקרו-נקבוביות מחוברת, לחדור ולהימנע מאזורים יבשים מקומיים, להאיץ את נדידת יונים (הגדלה משמעותית של תעלות חדירת אלקטרוליטים), ולהסתגל לטעינה ופריקה מהירה.

חומר נייר כסף מוצק/יבש

יצירה ישירה של לוחות קוטביים (כגון ציור והתזה) מפחיתה מאוד את הקושי של יצירת סרט פיברוזיס PVDF/PTFE, עם חיבורים עליונים ותחתונים בפנים ובחוץ, חוזק גבוה, עמידות נמוכה, וללא צורך בהעברה משנית לחומר נייר הכסף.

שלד כפול מוליך התרחבות מאגר

לספק שלדי התפשטות חזקים של פחמן סיליקון, פחמן זרחן וסיליקון גבוה, לחקור מסלולים טכנולוגיים חדשים להשקעת סיליקון ישירה וציפוי פחמן, להקל על בעיות פיצוח התפשטות ולתמוך בעיצובי אלקטרודות עבים יותר (קיבולת עומס גבוהה) עם יכולות הובלת יונים מצוינות

הנקבוביות עדינות ואחידות, עם גודל נקבוביות ממוצע של 40/50um. למוצר הדור הבא יש גודל נקבוביות ממוצע של 21um והוא יוצר-המוני; וריאציה קטנה בחוזק מתיחה; אין צורך בפסיבציה משנית, לטכנולוגיה זו עמידות פנימית נמוכה, ללא כתמי חמצון וללא בעיות כימיות/תרמיות

שאריות ועקבות סוכן פסיביות; כמו חומר נייר הכסף המקורי, ניתן להשתמש בו במגע ישיר.

רדיד מיקרו-נקבי קצף אינו שיפור תהליך פשוט, אלא חידוש בשכבה התחתונה של מערכת החומר. זה בדיוק פוגע בגרון הפיתוח של טכנולוגיית הסוללות של-הדור הבא, ומספקת פתרון דמיוני לבעיית האלקטרודות השליליות הממושכות-בתעשייה.

למרות שהמהימנות, העקביות והנתונים המחזוריים -ארוכי הטווח של האפליקציה בקנה מידה גדול- עדיין צריכים להיבדק על ידי השוק, הופעתו ללא ספק הטילה "פצצת מים עמוקים" עבור תעשיות הסוללות והנייל. זה אומר לנו שפריצות דרך טכנולוגיות נובעות לרוב מחשיבה מחדש על העקרונות הבסיסיים ביותר של ההיגיון. ככל שהאספן הנוכחי עובר מדו-ממדיים לתלת-ממדיים, טכנולוגיות ההדבקה והסינטרינג הנחושת המיוחדות שפותחו במקביל פותחות גם "שמי כוכבים" חדשים ועצומים בעתיד הסוללות.