Influence de la feuille d'aluminium recouverte de carbone sur la batterie et le développement du marché

Il peut améliorer performance de la batterie Elle présente l'avantage d'augmenter la densité énergétique des batteries, d'empêcher leur polarisation, de réduire leur résistance interne, d'augmenter leur durée de vie et d'améliorer les performances de traitement des matériaux. Ces dernières années, avec l'augmentation des exigences en matière de densité énergétique des batteries, la demande du marché pour les feuilles d'aluminium revêtues de carbone n'a cessé de croître. À l'heure actuelle, près de 90% de piles au lithium de puissance utilisent des feuilles d'aluminium revêtues de carbone.

Avantages de la feuille d'aluminium revêtue de carbone dans les applications des piles au lithium

La feuille d'aluminium recouverte de carbone utilise des revêtements fonctionnels pour traiter la surface des substrats conducteurs de batterie. Il s'agit d'une innovation technologique de pointe. La feuille d'aluminium recouverte de carbone consiste à recouvrir uniformément et délicatement les particules dispersées de graphite nanoconducteur et de carbone sur la feuille d'aluminium. La feuille d'aluminium recouverte de carbone peut fournir une conductivité électrique statique et collecter le micro-courant des matériaux actifs, ce qui peut réduire considérablement la résistance de contact entre les matériaux de la cathode et de l'anode et les collecteurs de courant.

La feuille d'aluminium recouverte de carbone peut améliorer l'adhérence entre les deux, réduire la quantité de liant utilisée et améliorer les performances globales de la batterie. Avantages de la feuille d'aluminium revêtue de carbone dans les applications des piles au lithium :

● Inhiber la polarisation de la batterie, réduire les effets thermiques et améliorer la performance du taux ;
● Réduire la résistance interne de la batterie, et réduire considérablement l'augmentation de la résistance interne dynamique pendant le cycle ;
● Améliorer la consistance et augmenter la durée de vie du cycle de la batterie ;
● Améliorer l'adhérence entre le matériau actif et le collecteur de courant, et réduire le coût de fabrication de la pièce polaire ;
● Protéger le collecteur de courant de la corrosion par l'électrolyte ;
Améliorer les performances de traitement des matériaux à base de phosphate de fer lithié et de titanate de lithium.

Influence de la feuille d'aluminium recouverte de carbone sur la batterie

L'influence de la feuille d'aluminium recouverte de carbone sur la batterie comprend l'influence sur l'impédance électrochimique de la batterie, la puissance de la batterie, la performance à basse température de la batterie et la performance du cycle de la batterie, etc.

Effet d'une feuille d'aluminium recouverte de carbone sur l'impédance électrochimique d'une batterie

Le spectre d'impédance électrochimique de la feuille d'aluminium légère se compose de deux arcs semi-circulaires dans la région des hautes fréquences et d'une ligne oblique dans la région des basses fréquences. Par rapport au noir de carbone et au graphène, il y a un arc de réactance capacitive de plus. Cela est dû à la capacité électrique de la double couche à l'interface entre la feuille d'aluminium et le matériau actif. La résistance ohmique interne du noir de carbone et du graphène est respectivement de 2,5 mΩ et 3,7 mΩ, tandis que la résistance ohmique interne de la feuille d'aluminium est de 5,0 mΩ.

On constate que le revêtement de carbone a un effet significatif sur la réduction de la résistance interne de la batterie. Les spectres EIS du noir de carbone, du graphène et de la feuille d'aluminium ont été adaptés à des circuits équivalents. La feuille d'aluminium recouverte de carbone peut améliorer le mode de contact entre le matériau actif et la feuille d'aluminium : la couche de carbone élastique soulage la tension entre les particules de matériau rigide et la feuille, et améliore l'adhérence du matériau. Elle comble efficacement l'espace entre les particules sphériques et la feuille d'aluminium sans contact direct afin d'améliorer la conductivité.

Effet d'une feuille d'aluminium recouverte de carbone sur la performance énergétique des batteries

La capacité de décharge à 1 C du noir de carbone, du graphène et de la feuille d'aluminium nue est de 6,5 Ah. À mesure que le taux de charge-décharge augmente, la courbe de charge et la courbe de décharge se déplacent respectivement vers la haute tension et la basse tension, ce qui est un phénomène de polarisation. Ce processus comprend la polarisation ohmique, la polarisation électrochimique et la polarisation de concentration. Plus la résistance interne est faible, plus la polarisation est faible.

Lors d'une charge à un taux élevé, la plate-forme de tension augmente, et lorsque la batterie est chargée jusqu'à la tension de coupure avec un courant constant, elle n'est pas complètement chargée. À ce moment-là, la capacité non remplie sera reconstituée par le processus de charge à tension constante. Le rapport de charge à courant constant 4 C du noir de carbone et du graphène est à la fois de 93%, et la performance de charge rapide est bonne. Le taux de charge à courant constant 4 C de la feuille d'aluminium nue n'est que de 84%, ce qui ne permet pas de répondre aux besoins d'utilisation réels.

Avec l'augmentation de la vitesse de décharge, la différence de tension médiane de décharge du noir de carbone, du graphène et de la feuille d'aluminium s'accroît. À 4 °C, les tensions médianes de décharge du noir de carbone, du graphène et de la feuille d'aluminium nue sont respectivement de 3,00 V, 3,05 V et 2,97 V, la polarisation du graphène est faible et celle de la feuille d'aluminium nue est la plus importante.

Effet d'une feuille d'aluminium recouverte de carbone sur les performances à basse température d'une batterie

L'activité chimique des réactifs diminue à basse température, ce qui entraîne une augmentation de la résistance interne de la batterie, une forte baisse de la tension et une diminution de la capacité. Le noir de carbone, le graphène et la feuille d'aluminium nue présentent une chute de tension évidente au stade initial de la décharge 1C à -20℃, passant de la tension initiale de 3,36-3,37 V à 2,50-2,60 V, la chute de tension de la feuille d'aluminium nue étant la plus importante. À mesure que la profondeur de la décharge augmente, la tension rebondit légèrement, car la résistance interne génère de la chaleur pendant la décharge, ce qui améliore la réactivité électrochimique de la batterie.

Effet de la feuille d'aluminium recouverte de carbone sur la performance du cycle de la batterie

Le noir de carbone, le graphène et la feuille d'aluminium légère ont été soumis à des cycles de charge-décharge à température ambiante à 1 C. Le noir de carbone a subi 1691 cycles avec un taux de rétention de la capacité de 85,34% ; le graphène a subi 1756 cycles avec un taux de rétention de la capacité de 88,48% ; la feuille d'aluminium légère a subi 1358 cycles avec un taux de rétention de la capacité de 86,12%. Les tendances du cycle à 1 C du noir de carbone et des feuilles d'aluminium nues sont similaires, et les feuilles d'aluminium recouvertes de noir de carbone ont peu d'effet sur la performance du cycle à faible grossissement.

La performance du cycle 1 C du graphène présente des avantages évidents, et le taux de rétention de la capacité est nettement supérieur. La feuille d'aluminium recouverte de graphène présente de bonnes performances de cycle à faible grossissement. Lorsque le noir de carbone, le graphène et la feuille d'aluminium légère ont été testés à la température ambiante à 3°C, lorsque le taux de rétention de la capacité est tombé à 80,00%, le noir de carbone, le graphène et la feuille d'aluminium légère ont été cyclés 562 fois, 800 fois et 338 fois respectivement, et des points d'inflexion sont apparus.

La comparaison montre que la feuille d'aluminium recouverte de carbone améliore de manière significative la capacité de cycle de courant élevé de la batterie. La feuille d'aluminium revêtue de graphène a un meilleur effet sur l'amélioration de la capacité de cycle à haute puissance, grâce au graphène plat sur la surface de la feuille d'aluminium qui aide à la conduction des électrons dans la direction du plan de la pièce polaire, ce qui améliore la transmission du courant élevé et les capacités de conduction de la chaleur.

Analyse du marché mondial des feuilles d'aluminium revêtues de carbone

Les feuilles d'aluminium revêtues de carbone peuvent améliorer les performances des batteries. Avec l'amélioration de la demande du marché, l'application de la feuille d'aluminium revêtue de carbone dans le domaine des batteries continue de s'étendre, et on s'attend à ce qu'elle couvre toutes les batteries d'énergie à l'avenir. Sur le marché mondial, la consommation de feuilles d'aluminium revêtues de carbone est principalement concentrée dans les pays et régions dotés de systèmes de développement industriel relativement complets, tels que l'Amérique du Nord, l'Europe, la Chine et le Japon.

Parmi eux, l'échelle de production des feuilles d'aluminium revêtues de carbone en Chine et au Japon est l'une des plus élevées au monde. Ces dernières années, avec le développement économique de l'Asie du Sud-Est et le déplacement des industries mondiales vers l'Est, la demande de feuilles d'aluminium revêtues de carbone s'est accélérée en Malaisie, en Indonésie, en Thaïlande et dans d'autres pays d'Asie du Sud-Est, et le marché a un grand potentiel de développement.

Le marché mondial des feuilles d'aluminium revêtues de carbone est très concentré. Actuellement, les fabricants de feuilles d'aluminium revêtues de carbone sont principalement répartis au Japon, en Chine et dans d'autres régions de l'Asie-Pacifique. DSXC est l'un des principaux fabricants de fabricants de feuilles d'aluminium pour batteries en Chine. L'entreprise compte parmi ses clients BYD, CATL, LG, GOTION high-tech et d'autres entreprises. entreprises de batteries d'énergie dans le monde.

Le coût de traitement de la feuille d'aluminium revêtue de carbone est relativement élevé, soit 2 à 3 fois celui de la feuille d'aluminium ordinaire pour batteries au lithium. Ces dernières années, avec l'augmentation de la densité des piles au lithium en aval, le marché a posé des exigences plus élevées en matière de coût, de qualité, de performance et de spécifications des feuilles d'aluminium à revêtement de carbone.

Grâce à l'amélioration active des entreprises concernées, les spécifications des feuilles d'aluminium revêtues de carbone ont progressivement augmenté et les fonctions sont devenues plus nombreuses. À long terme, l'industrie des feuilles d'aluminium revêtues de carbone continuera à évoluer vers la diversification, la haute performance, la fonctionnalité et la protection de l'environnement.

Conclusion

Les professionnels affirment que les feuilles d'aluminium revêtues de carbone peuvent contribuer à améliorer les performances des piles au lithium. Dans le contexte de l'augmentation de la densité des batteries, la demande du marché pour les feuilles d'aluminium revêtues de carbone continuera d'être libérée. La Chine est un grand producteur de piles au lithium et la demande de feuilles d'aluminium revêtues de carbone est importante. Le coût de traitement de la feuille d'aluminium revêtue de carbone est relativement élevé.

À l'ère de la parité, la technologie de traitement des feuilles d'aluminium revêtues de carbone doit être encore optimisée. Dans le même temps, l'amélioration de la demande du marché poussera également le développement de la feuille d'aluminium revêtue de carbone dans le sens d'une performance et d'une fonctionnalité élevées.