Influencia del papel de aluminio recubierto de carbono en la batería y el desarrollo del mercado

Puede mejorar rendimiento de la batería y tiene las ventajas de aumentar la densidad de energía de la batería, inhibir la polarización de la batería, reducir la resistencia interna de la batería, aumentar la vida útil del ciclo de la batería y mejorar el rendimiento del procesamiento del material de la batería. En los últimos años, con el aumento de los requisitos de densidad de energía de la batería, la demanda del mercado de papel de aluminio recubierto de carbono se ha liberado continuamente. En la actualidad, casi 90% de baterías de litio de potencia han utilizado papel de aluminio recubierto de carbono.

Ventajas del papel de aluminio recubierto de carbono en aplicaciones de baterías de litio

El papel de aluminio recubierto de carbono utiliza revestimientos funcionales para tratar la superficie de los sustratos conductores de las baterías. Se trata de una innovación tecnológica revolucionaria. El papel de aluminio recubierto de carbono consiste en recubrir partículas nanoconductoras dispersas de grafito y carbono sobre papel de aluminio de manera uniforme y delicada. El papel de aluminio recubierto de carbono puede proporcionar conductividad eléctrica estática y recoger la microcorriente de los materiales activos, lo que puede reducir en gran medida la resistencia de contacto entre los materiales del cátodo y el ánodo y los colectores de corriente.

El papel de aluminio recubierto de carbono puede mejorar la adherencia entre ambos, reducir la cantidad de aglutinante utilizado y mejorar el rendimiento general de la batería. Ventajas del papel de aluminio recubierto de carbono en aplicaciones de baterías de litio:

● Inhiben la polarización de la batería, reducen los efectos térmicos y mejoran el rendimiento de la tasa;
● Reducir la resistencia interna de la batería, y reducir significativamente el aumento de la resistencia interna dinámica durante el ciclo;
● Mejorar la consistencia y aumentar la vida útil del ciclo de la batería;
● Mejorar la adherencia entre el material activo y el colector de corriente, y reducir el coste de fabricación de la pieza polar;
● Proteja el colector de corriente de la corrosión por el electrolito;
Mejorar el rendimiento de procesamiento de los materiales de fosfato de hierro y litio y titanato de litio.

Influencia del papel de aluminio recubierto de carbono en la batería

La influencia del papel de aluminio recubierto de carbono en la batería incluye la influencia en la impedancia electroquímica de la batería, el rendimiento energético de la batería, el rendimiento a baja temperatura de la batería y el rendimiento de ciclo de la batería, etc.

Efecto del papel de aluminio recubierto de carbono en la impedancia electroquímica de la batería

El espectro de impedancia electroquímica del papel de aluminio ligero consta de dos arcos semicirculares en la región de alta frecuencia y una línea inclinada en la región de baja frecuencia. En comparación con el negro de carbono y el grafeno, hay un arco de reactancia capacitiva más. Esto se debe a la capacitancia eléctrica de doble capa en el hueco de la interfaz entre la lámina de aluminio y el material activo. La resistencia óhmica interna del negro de humo y el grafeno es de 2,5 mΩ y 3,7 mΩ, respectivamente, mientras que la resistencia óhmica interna de la lámina de aluminio es de 5,0 mΩ.

Se puede observar que el revestimiento de carbono tiene un efecto significativo en la reducción de la resistencia interna de la batería. Los espectros EIS del negro de humo, el grafeno y la lámina de aluminio se ajustaron con circuitos equivalentes. La lámina de aluminio recubierta de carbono puede mejorar el modo de contacto entre el material activo y la lámina de aluminio: la capa elástica de carbono alivia la tensión entre las partículas de material rígido y la lámina, y mejora la adherencia del material. Y rellena eficazmente el hueco entre las partículas esféricas y la lámina sin contacto directo para mejorar la conductividad.

Efecto del papel de aluminio recubierto de carbono en el rendimiento energético de las baterías

La capacidad de descarga a 1 C del negro de humo, el grafeno y la lámina de aluminio desnuda es de 6,5 Ah. A medida que aumenta la velocidad de carga-descarga, la curva de carga y la curva de descarga se desplazan hacia la alta tensión y la baja tensión respectivamente, lo que constituye un fenómeno de polarización. Este proceso incluye la polarización óhmica, la polarización electroquímica y la polarización por concentración. Cuanto menor sea la resistencia interna, menor será la polarización.

Cuando se carga a un ritmo elevado, la plataforma de tensión se eleva, y cuando la batería se carga hasta la tensión de corte con una corriente constante, no estará completamente cargada. En ese momento, la capacidad no cubierta se repondrá mediante el proceso de carga a tensión constante. La relación de carga de corriente constante de 4 C del negro de carbón y el grafeno es de 93%, y el rendimiento de carga rápida es bueno. La relación de carga de corriente constante de 4 C del papel de aluminio desnudo es sólo de 84%, lo que no puede satisfacer las necesidades de uso reales.

Con el aumento de la velocidad de descarga, aumenta la diferencia en la tensión media de descarga del negro de humo, el grafeno y la lámina de aluminio. A 4 C, las tensiones medias de descarga del negro de humo, el grafeno y el papel de aluminio desnudo son de 3,00 V, 3,05 V y 2,97 V, respectivamente, la polarización del grafeno es pequeña y la del papel de aluminio desnudo es la mayor.

Efecto del papel de aluminio recubierto de carbono en el rendimiento a baja temperatura de la batería

La actividad química de los reactantes disminuye a baja temperatura, lo que provocará un aumento de la resistencia interna de la batería, una fuerte caída de la tensión y una disminución de la capacidad. El negro de humo, el grafeno y el papel de aluminio desnudo presentan una caída de tensión evidente en la fase inicial de la descarga de 1C a -20℃, pasando de la tensión inicial de 3,36-3,37 V a 2,50-2,60 V, entre las cuales la caída de tensión del papel de aluminio desnudo es la mayor. A medida que aumenta la profundidad de descarga, la tensión repunta ligeramente, porque la resistencia interna genera calor durante la descarga, lo que mejora la reactividad electroquímica de la batería.

Efecto del papel de aluminio recubierto de carbono en el rendimiento del ciclo de la batería

El negro de humo, el grafeno y el papel de aluminio ligero se sometieron a ciclos de carga-descarga a temperatura ambiente a 1 C. El negro de humo se sometió a ciclos 1691 veces con una tasa de retención de la capacidad de 85,34%; el grafeno se sometió a ciclos 1756 veces con una tasa de retención de la capacidad de 88,48%; el papel de aluminio ligero se sometió a ciclos 1358 veces con una tasa de retención de la capacidad de 86,12%. Las tendencias de los ciclos de 1 C de las láminas de negro de humo y de aluminio desnudo son similares, y las láminas de aluminio recubiertas de negro de humo tienen poco efecto en el rendimiento de los ciclos a bajos aumentos.

El rendimiento del ciclo de 1 C del grafeno presenta ventajas evidentes, y la tasa de retención de la capacidad está muy por delante. El papel de aluminio recubierto de grafeno muestra un buen rendimiento cíclico a bajo aumento. Cuando el negro de humo, el grafeno y el papel de aluminio ligero se probaron a temperatura ambiente a 3 C, cuando la tasa de retención de la capacidad descendió a 80,00%, el negro de humo, el grafeno y el papel de aluminio ligero se sometieron a ciclos 562 veces, 800 veces y 338 veces respectivamente, y aparecieron puntos de inflexión .

La comparación muestra que la lámina de aluminio recubierta de carbono mejora significativamente la capacidad de ciclo de alta corriente de la batería. La lámina de aluminio recubierta de grafeno tiene un mejor efecto en la mejora de la capacidad de ciclo de alta corriente, gracias al grafeno plano en la superficie de la lámina de aluminio para ayudar a la conducción de electrones en la dirección plana de la pieza polar, lo que mejora la transmisión de alta corriente y las capacidades de conducción de calor.

Análisis del mercado mundial de papel de aluminio recubierto de carbono

El papel de aluminio recubierto de carbono puede mejorar el rendimiento de las baterías. Con la mejora de la demanda del mercado, la aplicación del papel de aluminio recubierto de carbono en el campo de las baterías continúa expandiéndose, y se espera que cubra todas las baterías de potencia en el futuro. En el mercado mundial, el consumo de papel de aluminio recubierto de carbono se concentra principalmente en países y regiones con sistemas de desarrollo industrial relativamente completos, como Norteamérica, Europa, China y Japón.

Entre ellos, la escala de producción de papel de aluminio recubierto de carbono en China y Japón se encuentra entre las primeras del mundo. En los últimos años, con el desarrollo económico del sudeste asiático y el desplazamiento de las industrias mundiales hacia el este, la demanda del mercado de papel de aluminio recubierto de carbono en Malasia, Indonesia, Tailandia y otros países del sudeste asiático se ha acelerado, y el mercado tiene un gran potencial de desarrollo futuro.

El mercado mundial de papel de aluminio recubierto de carbono está muy concentrado. En la actualidad, los fabricantes de papel de aluminio recubierto de carbono se distribuyen principalmente en Japón, China y otras regiones de Asia-Pacífico. DSXC es un fabricante líder en fabricantes de papel de aluminio para baterías en China. Entre los clientes de la empresa se encuentran BYD, CATL, LG, GOTION high-tech y otros. empresas de baterías eléctricas del mundo.

El coste de procesamiento de la lámina de aluminio recubierta de carbono es relativamente alto, entre 2 y 3 veces superior al de la lámina de aluminio ordinaria para baterías de litio. En los últimos años, con el aumento de la densidad de las baterías de litio aguas abajo, el mercado ha planteado requisitos más exigentes en cuanto al coste, la calidad, el rendimiento y las especificaciones de la lámina de aluminio revestida de carbono.

Con la mejora activa de las empresas pertinentes, las especificaciones de papel de aluminio recubierto de carbono han aumentado gradualmente, y las funciones se han vuelto más abundantes. A largo plazo, la industria del papel de aluminio recubierto de carbono seguirá avanzando hacia la diversificación, el alto rendimiento, la funcionalidad y la protección del medio ambiente.

Conclusión

Los profesionales afirman que el papel de aluminio recubierto de carbono puede ayudar a mejorar el rendimiento de las baterías de litio. En el contexto del aumento de la densidad de las baterías, la demanda del mercado de papel de aluminio recubierto de carbono seguirá liberándose. China es un gran productor de baterías de litio, y la demanda del mercado de papel de aluminio recubierto de carbono es amplia. El coste de procesamiento del papel de aluminio recubierto de carbono es relativamente alto.

En la era de la paridad, la tecnología de procesamiento del papel de aluminio recubierto de carbono debe optimizarse aún más. Al mismo tiempo, la mejora de la demanda del mercado también impulsará el desarrollo de la hoja de aluminio recubierta de carbono en la dirección de alto rendimiento y funcionalidad.