Što su anti{0}}premazi protiv korozije?

Proveo šest godina tražeći foliju kolektora struje za programe stanica. Nikad me kupac nije pitao da objasnim čemu služi karbonski premaz. Ili znaju ili ih nije briga. Dakle, ovo je za ljude koji su ovdje došli s Googlea i zapravo žele razumjeti stvari.

Aluminijska folija obložena karbonom. To je proizvod. Gledate golu aluminijsku foliju, možda 12 ili 13 mikrona, s tankim slojem ugljika s obje strane. Premaz dodaje još mikrona ili dva po strani. Ugljik je vodljiv. Svrha je zaštita aluminija od katodne kaše tijekom proizvodnje ćelija i od elektrolita tijekom rada ćelije.

Zašto aluminij korodira u Li-ionskoj ćeliji nije komplicirano. LFP suspenzija ima pH 11 ili više. NCM kaša na bazi NMP-manje je agresivna, ali još uvijek nije prijateljska prema golom metalu tijekom vremena. Prava šteta događa se na granici između aktivnog materijala i folije. Pitting počinje tamo. Rupičasta rupica postaje delaminacija. Delaminacija postaje gubitak kapaciteta i na kraju kvarovi na terenu. Karbonski premaz je jeftino osiguranje.

Moram spomenuti bakar. Anodna strana koristi bakrenu foliju. Bakar ima različite probleme. Ne kvari se na isti način kao aluminij. Način kvara je otapanje pri visokom naponu-ako se vaš BMS pokvari i prepuni ćeliju, ioni bakra se pokreću i završavaju tamo gdje ne bi trebali. Obloženi bakar postoji. Manje uobičajeno u proizvodnji. Dečki od silicijske anode koriste je jer silicij jako udara po površini folije tijekom vožnje. Svi ostali uglavnom rade goli bakar i završetak.

Dingsheng u Zhenjiangu vjerojatno proizvodi polovicu obložene aluminijske folije koja ide u ćelije diljem svijeta. Nemam njihov točan udio i neću izmišljati broj. Veliki su. Wanshun je drugi veliki kineski igrač. Između ta dva i možda tri ili četiri manja tipa, Kina isporučuje većinu ovog materijala globalno. Cijene iz Kine su možda 15-20% niže od japanskog materijala, ovisno o kvaliteti i koliko teško pregovarate.

Japanski dobavljači još uvijek postoje. Toyal to radi još prije no što je većina današnjih inženjera baterija rođena. UACJ radi nešto. Kvaliteta je dosljedna, rokovi isporuke su duži, a cijene su više. Japanski proizvođači ćelija kupuju japansku foliju. Svi ostali uglavnom kupuju kinesko, osim ako njihov kupac nema posebne zahtjeve u opskrbnom lancu.

Koreja je mješovita torba. Iljin izrađuje bakrenu foliju i premazuje. Za aluminij uvoze korejski proizvođači ćelija. Vidio sam Samsung SDI programe sa specifikacijama japanske folije i LG programe sa specifikacijama kineske folije na različitim platformama vozila za istog proizvođača automobila. Odluke o nabavi na toj razini uključuju čimbenike daleko izvan materijalne izvedbe.

Američka produkcija-i to kažem kao netko tko bi imao koristi od više domaćih opcija-još nije tu. Nekoliko majstora za premazivanje koji će uzeti vašu golu foliju i provući je kroz svoju liniju. Nema integrirane proizvodnje na razini automobila. Novac IRA-e teče. Događaju se najave. Stvarno povećanje-je druga priča. Ako danas trebate kvalificiranog dobavljača folije za li-ionske baterije za sjevernoamerički program, još uvijek tražite preko oceana.

Sam premaz nije raketna znanost. Čađa, PVDF vezivo, NMP otapalo. Izmiješajte, premažite, osušite, narežite. Čađa iz peći ili acetilenska čađa, ovisno o preferencijama dobavljača i ciljnoj vodljivosti. Neki premium razredi dodaju grafen ili ugljikove nanocijevi. Marketing to voli. Razlika-u performansama u stvarnom svijetu marginalna je za standardne EV ćelije. Možda je bitno za aplikacije brzine 4C ili 5C. Vaš prosječni paket putničkog vozila 1C neće primijetiti.

Ono što je važnije od formulacije je kontrola procesa. Gravura je način na koji se većina toga proizvodi. Ugravirani valjak skuplja kašu, prenosi je na foliju koja se kreće ispod. Zvuči jednostavno. Održavanje težine premaza unutar specifikacije na mreži od 1200 mm pri 40 metara u minuti nije jednostavno. Trošenje valjaka za gravuru. Viskoznost kaše mijenja se tijekom šarže. Promjene temperature utječu na prijenos. Distributer materijala za li-ionske baterije može vam pokazati dvije serije od istog dobavljača, isti SKU, a jedna će imati dvostruko veću varijaciju debljine od druge.

Rukovanje webom je vlastita glavobolja. Ovako tanka aluminijska folija se kida. Prekid mreže znači zastoj, otpad i gubitak prinosa. Tipovi koji to rade godinama imaju svoje profile napetosti. Novi sudionici uče skupe lekcije. Jedan kineski dobavljač kojeg neću imenovati izgubio je tri mjeseca proizvodnje pokušavajući naručiti novu liniju za premazivanje jer nisu mogli spriječiti pucanje mreže.

Listovi sa specifikacijama traže težinu premaza u gsm, površinski otpor u miliohmima po kvadratu, snagu prianjanja pomoću testa s šrafurama. Ti brojevi postoje u svrhu kvalifikacije. Iz dana-u-dan, ono do čega proizvođači ćelija zapravo brinu je dosljednost. Ako je vaš otpor 15 miliohma na jednoj seriji i 25 na sljedećoj, to se prikazuje kao varijacija ćelije--ćelije u gotovim paketima. OEM proizvođači automobila mrze varijacije. Njihovi OEM partneri za li-ionsku bateriju mrze objašnjavati varijacije. Svi ga na kraju pronađu u tragovima.

Vidio sam programe koji su ispustili dobavljača folije zbog jedne loše serije koja je dospjela u proizvodne ćelije. Odnosi su važni u ovom poslu. Kvalifikacija traje mjesecima. Nitko se ne želi prekvalificirati. Dakle, dobavljači koji isporučuju dosljedan materijal održavaju svoje poslovanje. Dobavljači koji se ne zamjenjuju tiho.

Čvrsto{0}}stanje dolazi na kraju. Sulfidni elektroliti donose novu kemiju za koju ugljični premazi nisu dizajnirani. Oksidni i polimerni elektroliti manje su problematični. Stalni-ćelije koje su zapravo u proizvodnji ili su blizu proizvodnje-i nema ih mnogo-uglavnom koriste kemikalije u kojima konvencionalni premazi rade dobro. Ako ćelije na bazi sulfida ikad dostignu volumen, za zaštitu kolektora struje trebat će drugačije rješenje. ALD glinica, možda. Fluoropolimerne barijere. Nitko još ništa nije skalirao jer same ćelije nisu skalirane.

Karbonska folija za sada ostaje ono što je bila već dvadeset godina. dosadno. Neophodno. Stavka na BOM-u koju nabava pokušava smanjiti, a inženjering pokušava ne razmišljati o njoj dok nešto ne pođe po zlu.

Pet distributera komponenti litij{0}}ionskih baterija u SAD-u vjerojatno će vam moći dostaviti uzorke u roku od tjedan dana. Teže je pronaći nekoga tko može jamčiti dodjelu za program od 50 GWh. To je stvarno ograničenje opskrbnog lanca u ovom segmentu. Ne tehnologija. Predanost kapaciteta.