Τι είναι το φύλλο αλουμινίου;
Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται το Reynolds Wrap όταν ακούνε αλουμινόχαρτο. Στον κόσμο της μπαταρίας εννοούμε κάτι εντελώς άλλο.
Η LOTTE Aluminium άνοιξε το έδαφος στο εργοστάσιό της στην Ελίζαμπεθ το 2022. Πέρασα με το αυτοκίνητο από την τοποθεσία το περασμένο φθινόπωρο και το κτίριο ήταν σε λειτουργία, ο εξοπλισμός μπήκε. Επέλεξαν αυτό το σημείο επειδή η Ford και η SK κατασκευάζουν το συγκρότημα μπαταριών BlueOval πέντε μίλια πιο κάτω. Λογικό. Θέλετε να κλείσει ο προμηθευτής αλουμινόχαρτου όταν τρέχετε 36.000 τόνους ετησίως μέσω μιας γραμμής επίστρωσης.
Το αλουμινόχαρτο που θα φτιάξει η LOTTE είναι για καθόδους. Κάθε κυψέλη ιόντων λιθίου- έχει δύο συλλέκτες ρεύματος μέσα. Χαλκός στην πλευρά της ανόδου. Αλουμίνιο στην πλευρά της καθόδου. Το ενεργό υλικό-το NMC ή το LFP σας ή οποιαδήποτε άλλη χημεία εκτελείτε-επικαλύπτεται σε αυτά τα φύλλα ως υγρό εναιώρημα. Μόλις στεγνώσει έχετε ένα ηλεκτρόδιο.
Οι άνθρωποι ρωτούν γιατί να μην χρησιμοποιήσουμε το ίδιο μέταλλο και για τα δύο. Ο χαλκός θα ήταν απλούστερος. Μία εφοδιαστική αλυσίδα αντί για δύο.
Εδώ είναι το πρόβλημα. Ο χαλκός διαλύεται.
Στην κάθοδο κάθεστε πάνω από 3,5 βολτ έναντι λιθίου. Ο χαλκός δεν μπορεί να το χειριστεί αυτό. Οξειδώνεται και διοχετεύεται σε διάλυμα. Η Samsung SDI δημοσίευσε ένα τεχνικό δελτίο πριν από μερικά χρόνια, δείχνοντας ότι ο χαλκός αρχίζει να διαβρώνεται γύρω στα 3,4 βολτ. Καταλήγετε με ιόντα χαλκού να επιπλέουν στον ηλεκτρολύτη σας και τελικά να επιμεταλλώνονται στην άνοδο. Αυτό σκοτώνει το κύτταρο.
Το αλουμίνιο οξειδώνεται επίσης, αλλά το στρώμα οξειδίου που σχηματίζει είναι διαφορετικό. Το οξείδιο του αλουμινίου είναι πυκνό και σταθερό. Στην πραγματικότητα προστατεύει το μέταλλο από κάτω. Το στρώμα έχει πάχος μόνο μερικά νανόμετρα, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να περνούν ακριβώς μέσα. Έχετε αντίσταση στη διάβρωση και αγωγιμότητα ταυτόχρονα.
Το ίδιο το αλουμινόχαρτο είναι λεπτό. Μιλάμε για 10 με 12 μικρά για τα περισσότερα κύτταρα παραγωγής. Η UACJ στην Ιαπωνία προδιαγράφει τα ρολά τους σε συν ή πλην μισό μικρό σε πλάτος. Αυτό είναι σφιχτό. Για αναφορά, ένα φύλλο χαρτιού αντιγραφής είναι περίπου 100 μικρά.
Το λεπτότερο είναι καλύτερο για την ενεργειακή πυκνότητα. Κάθε γραμμάριο αλουμινίου που δεν είναι ενεργό υλικό είναι νεκρό βάρος. Ορισμένοι κατασκευαστές κυττάρων έχουν ωθήσει προς τα κάτω στα 8 μικρά. Το αντάλλαγμα είναι χειρισμός. Λεπτό φύλλο αλουμινίου σκίζει στη γραμμή επίστρωσης. Ο έλεγχος της έντασης σας πρέπει να είναι τέλειος. Μια ρυτίδα και αυτό το τμήμα του ηλεκτροδίου είναι σκραπ.
"Βλέπουμε σταθερή πίεση από τους πελάτες να γίνονται πιο αδύνατοι κάθε χρόνο", μου είπε ένας μηχανικός διεργασιών σε μια επιχείρηση επίστρωσης Midwest τον περασμένο μήνα. "Ο εξοπλισμός μπορεί να το κάνει, αλλά το ποσοστό απόρριψής σας αυξάνεται. Κάποια στιγμή χάνετε περισσότερο υλικό από τα δάκρυα παρά εξοικονομείτε βάρος."
Σημασία έχει και η αγνότητα. Το αλουμίνιο ποιότητας -μπαταρίας πρέπει να είναι πάνω από 98 τοις εκατό. Ακαθαρσίες όπως ο σίδηρος ή το πυρίτιο δημιουργούν εγκλείσματα στην επιφάνεια του φύλλου. Αυτά τα εγκλείσματα γίνονται αδύναμα σημεία. Η επίστρωση δεν κολλάει σωστά ή δημιουργείται τρύπες. Είτε έτσι είτε αλλιώς το κελί αποτυγχάνει QC.
Το μεγαλύτερο μέρος του φύλλου μπαταριών στον κόσμο εξακολουθεί να προέρχεται από την Ασία. UACJ και Toyo στην Ιαπωνία. LOTTE και Dongwon στην Κορέα. Μισή ντουζίνα μεγάλοι παραγωγοί στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένων των Ding Sheng και Nanshan. Το εργοστάσιο του Κεντάκι είναι μια από τις πρώτες σοβαρές προσπάθειες εγχώριας παραγωγής. Γίνεται λόγος για άλλα που ακολουθούν αλλά τίποτα συγκεκριμένο ακόμα.
Για τις κυψέλες LFP, πολλοί κατασκευαστές έχουν μετακινηθεί σε αλουμινόχαρτο-με επίστρωση άνθρακα. Ο Dunmore στο Μπρίστολ της Πενσυλβάνια το κάνει αυτό. Βάζουν κάτω ένα λεπτό αστάρι άνθρακα πριν επικαλύψετε το ενεργό υλικό. Βοηθά στην πρόσφυση αφού το LFP δεν κολλάει στο γυμνό αλουμίνιο όπως το NMC. Επίσης μειώνει την αντίσταση επαφής στη διεπαφή.
Τι άλλο. Ανακύκλωση. Όταν τα κύτταρα φτάσουν στο τέλος της ζωής τους, μπορείτε να τα τεμαχίσετε και να διαχωρίσετε το αλουμίνιο από τη μαύρη μάζα. Το ανακτηθέν μέταλλο πηγαίνει πίσω σε ένα μεταλλουργείο. Δεν είναι ακριβώς κλειστός κύκλος αφού χάνετε μερικά σε κάθε βήμα, αλλά καλύτερα από την υγειονομική ταφή.
Θα πρέπει να αναφέρω την αξία dyne. Επιφανειακή ενέργεια. Η επιφάνεια του φύλλου πρέπει να είναι αρκετά καθαρή ώστε ο πολτός του ηλεκτροδίου να το βρέχει ομοιόμορφα. Το μετράς σε dynes ανά εκατοστό. Οι περισσότερες προδιαγραφές απαιτούν 32 ή υψηλότερες. Εάν το αλουμινόχαρτο καθόταν σε μια αποθήκη για πολύ καιρό και μολύνθηκε, θα δείτε το πολτό να μαζεύεται κατά τη διάρκεια της επίστρωσης. Αυτή είναι μια κακή μέρα.
Οπωσδήποτε. Δηλαδή αλουμινόχαρτο στις μπαταρίες. Τίποτα σαν αυτό που υπάρχει στο συρτάρι της κουζίνας σας.
