Щодо акумуляторної мідної фольги, ми в основному детально пояснимо майбутній напрямок розвитку та процес виробництва мідної фольги.
У літій-іонних батареях позитивні та негативні активні матеріали наносяться на підкладку, утворюючи полюсні наконечники, а потім намотуються або складаються в стопку, щоб утворити серцевину батареї. Основні матеріали, які тут використовуються, в основному включають мідну та алюмінієву фольгу. Поточний катод літієвої батареї - алюмінієва фольга, а негативний електрод - мідна фольга. Це пояснюється тим, що мідь легко окислюється в позитивному електроді з більш високим потенціалом, а поверхня алюмінієвої фольги має щільний шар. Оксидний шар захищає алюміній всередині при високих потенціалах. Ця стаття в основному розповідає про широко використовувану мідну фольгу для негативних електродів.
Мідь має високу механічну міцність і чудову електропровідність. Його вміст у земній корі становить близько 0,01%. У природі він здебільшого існує у вигляді мідної руди. Мідна фольга може бути розділена на електролітичну мідь і катану мідь відповідно до різних методів виробництва. Мідний прокат має гарну пластичність і високу технічну складність виробництва. Його приготування вимагає багатьох процесів і висока вартість. Вітчизняних підприємств мало. Компанії, які використовують цей метод для видобутку свердловин, включають Olin Brass у Сполучених Штатах, японську Nippon Mining та інші компанії.
В даний час більша частина мідної фольги, яка використовується на заводах з виробництва батарей, виробляється шляхом електролізу. У 1922 році Едісон винайшов метод безперервної електролітичної мідної фольги та подав заявку на патент. Він використовував безперервно обертовий металевий ролик, занурений в електроліт мідного купоросу як катод, і нерозчинний метал як анод. Народження цього методу поклало початок електролітичної мідної промисловості. У 1937 році мідна фабрика Anaconde у Сполучених Штатах застосувала патент Едісона у виробництві та успішно виробляла електролітичну мідну фольгу. Протягом історії розвитку електролітичної мідної фольги ми можемо виявити, що вона завжди слідувала тенденції друкованих плат. З широкомасштабним застосуванням літій-іонних батарей у споживчій електроніці електролітична мідна фольга стала новою галуззю як анод. Струмоприймачі з їхньою хорошою електропровідністю, стійкістю до роздавлювання та низькою вартістю були швидко просунуті та застосовані у великих масштабах. Зараз із широкомасштабним просуванням і застосуванням нових енергетичних транспортних засобів, 5G і зберігання енергії, попит на електролітичну мідну фольгу продемонстрував новий вибух.
Щоб збільшити об’ємну щільність енергії ядра батареї, наскільки це можливо, забезпечуючи безпеку, продуктивність циклу тощо, розробнику елемента батареї потрібно запакувати більше активних матеріалів в обмежену оболонку ядра батареї. Я думаю, що мідна фольга негативного струму може розвиватися в наступних напрямках у майбутньому:
1. Ультратонка мідна фольга: тепер ця тенденція очевидна, від 8 мкм до 6 мкм, а тепер до 4,5 мкм, яку деякі виробники впроваджують невеликими партіями. Можливо, мідна фольга менше 4 мкм буде просуватися до масового виробництва в майбутньому. Ця функція також очевидна, тобто збільшити об’ємну та масову щільність енергії ядра батареї, наскільки це можливо, але це висуває більш високі вимоги до виробництва мідної фольги та контролю покриття ядра батареї. Адже чим тонша мідна фольга, тим вищий ризик поломки смуги в процесі нанесення покриття.
2. Перфорована мідна фольга: тобто через хімічну корозію на поверхні мідної фольги утворюються мікропори, щоб зменшити вагу підкладки та збільшити масову щільність енергії сердечника батареї. Необхідно контролювати розмір пор і оптимізувати тип травника. один полягає в тому, щоб запобігти тому, щоб діаметр пор був занадто великим, що ускладнює підтримку суспензії одностороннього покриття, а інший полягає в оцінці впливу залишкового травителя на продуктивність ядра батареї, наприклад, циркуляцію, газоутворення. і т.д.
3 Напилення мідної фольги: це еквівалентно двосторонньому нанесенню міді на пластикову основу. Це не тільки зберігає функцію електронної провідності колектора струму, але також зменшує вагу підкладки та покращує масову щільність енергії ядра батареї. Однак під час виробничого процесу ви можете зіткнутися з проблемами процесу, такими як холодне пресування та зварювання лапок.
У міру того, як швидкість проникнення нових транспортних засобів, що працюють на енергії, продовжує зростати, існуючі потужності з виробництва мідної фольги стають дедалі недостатнішими, і існує певний розрив між попитом і пропозицією. Очікується, що промисловість мідної фольги поступово розширить виробництво в майбутньому, щоб задовольнити ринковий попит на акумулятори.
Підготовка електролітичної мідної фольги в основному поділяється на три етапи: розчинення міді, необроблена фольга та обробка поверхні. Процес розчинення міді полягає в змішуванні мідного матеріалу та сірчаної кислоти в резервуарі для розчинення міді та реакції з утворенням розчину мідного купоросу. Формула хімічної реакції виглядає наступним чином:
Cu+O2→CuO
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O
Під час процесу розчинення міді слід приділяти увагу контролю над пилом у навколишньому середовищі та сторонніми речовинами в рідині сировини, щоб запобігти подальшому появі плям на поверхні мідної фольги, що спричиняє нерівні плями. Ця ситуація може виникнути на головці матриці під час нанесення покриття, що спричинить поломку стрічки. Тому на цьому етапі слід додати етап фільтрації, щоб повністю відфільтрувати домішки в розчині.
В якості електроліту використовується розчин CuSO4, отриманий в процесі розчинення міді, в якості катода - титановий ролик великого діаметра, а в якості анода - дугоподібна пластина зі свинцевого сплаву. Контролюючи параметри електрохімічного процесу, іони міді в розчині будуть осідати на катоді, утворюючи безперервний шар міді. Завдяки безперервному обертанню катодного валика нанесена мідна фольга буде безперервно зніматися в рулони для отримання сирої фольги.
