Što je aluminijska folija?
Većina ljudi pomisli na Reynolds Wrap kada čuju aluminijsku foliju. U svijetu baterija mislimo na nešto sasvim drugo.
LOTTE Aluminium krenuo je u izgradnju svoje tvornice u Elizabethtownu 2022. godine. Prošle sam jeseni prošao pokraj gradilišta i zgrada je bila podignuta, oprema je ulazila. Odabrali su to mjesto jer Ford i SK grade kompleks baterija BlueOval pet milja niz cestu. Ima smisla. Želite da vaš dobavljač folije bude blizu kada imate 36.000 tona godišnje kroz liniju za premazivanje.
Folija koju će LOTTE izraditi je za katode. Svaka litij-ionska ćelija ima unutra dva kolektora struje. Bakar na strani anode. Aluminij na katodnoj strani. Aktivni materijal-vaš NMC ili LFP ili bilo koja kemija koju pokrećete-nanosi se na ove folije kao mokra kaša. Kad se osuši, imate elektrodu.
Ljudi pitaju zašto ne koristiti isti metal za oba. Bakar bi bio jednostavniji. Jedan opskrbni lanac umjesto dva.
Ovdje je problem. Bakar se otapa.
Na katodi sjedite iznad 3,5 volta u odnosu na litij. Bakar to ne može podnijeti. Oksidira i prelazi u otopinu. Samsung SDI objavio je tehnički bilten prije nekoliko godina pokazujući da bakar počinje korodirati oko 3,4 volta. Završite s bakrenim ionima koji plutaju u vašem elektrolitu i na kraju se ispuštaju na anodu. To ubija stanicu.
Aluminij također oksidira, ali sloj oksida koji stvara je drugačiji. Aluminijev oksid je gust i stabilan. Zapravo štiti metal ispod. Sloj je debeo samo nekoliko nanometara tako da elektroni tuneliraju kroz njega. Dobivate otpornost na koroziju i vodljivost u isto vrijeme.
Sama folija je tanka. Govorimo o 10 do 12 mikrona za većinu proizvodnih ćelija. UACJ u Japanu specificira svoje role na plus ili minus pola mikrona po širini. To je tijesno. Za referencu, list papira za kopiranje je oko 100 mikrona.
Tanje je bolje za energetsku gustoću. Svaki gram aluminija koji nije aktivan materijal je mrtva težina. Neki proizvođači ćelija spustili su se na 8 mikrona. Kompromis je rukovanje. Tanka folija se kida na liniji premaza. Vaša kontrola napetosti mora biti savršena. Jedna bora i taj dio elektrode je otpad.
"Vidimo stalan pritisak kupaca da budu tanji svake godine", rekao mi je prošli mjesec procesni inženjer u pogonu za premazivanje na Srednjem zapadu. "Oprema to može, ali vaša stopa odbijanja raste. U nekom trenutku gubite više materijala na suze nego što uštedite na težini."
Čistoća je također važna. Baterijski-aluminij mora biti iznad 98 posto. Nečistoće poput željeza ili silicija stvaraju inkluzije na površini folije. Te inkluzije postaju slabe točke. Premaz ne prianja pravilno ili se pojavljuju rupice. U svakom slučaju stanica ne prolazi QC.
Većina svjetske folije za baterije još uvijek dolazi iz Azije. UACJ i Toyo u Japanu. LOTTE i Dongwon u Koreji. Pola tuceta velikih proizvođača u Kini, uključujući Ding Sheng i Nanshan. Tvornica u Kentuckyju jedan je od prvih ozbiljnijih pokušaja domaće proizvodnje. Priča se da će ih slijediti i drugi, ali još ništa konkretno.
Za LFP ćelije mnogi su proizvođači prešli na foliju s-obloženom ugljikom. Dunmore u Bristolu, Pennsylvania to radi. Stavljaju tanki karbonski temeljni premaz prije nego nanesete aktivni materijal. Pomaže pri prianjanju budući da se LFP ne lijepi za goli aluminij tako dobro kao NMC. Također smanjuje kontaktni otpor na sučelju.
Što drugo. Recikliranje. Kada stanice dođu do kraja života, možete ih usitniti i odvojiti aluminij od crne mase. Dobiveni metal vraća se u talionicu. Nije baš zatvorena petlja jer gubite nešto na svakom koraku, ali bolje nego da ga bacate na odlagalište.
Trebao bih spomenuti vrijednost dynea. Površinska energija. Površina folije mora biti dovoljno čista da je otopina elektrode ravnomjerno smoči. Ovo mjerite u dinima po centimetru. Većina specifikacija zahtijeva 32 ili više. Ako je folija predugo stajala u skladištu i pokupila kontaminaciju, vidjet ćete da se kaša diže tijekom premazivanja. To je loš dan.
Svejedno. To je aluminijska folija u baterijama. Ništa poput onoga što je u vašoj kuhinjskoj ladici.
