Τι είναι οι αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις;
Ξόδεψε έξι χρόνια στην προμήθεια τρέχοντος φύλλου συλλογής για προγράμματα κυψελών. Ποτέ δεν μου είχε ζητήσει πελάτης να εξηγήσω τι κάνει η επίστρωση άνθρακα. Ή ξέρουν ή δεν τους νοιάζει. Αυτό είναι λοιπόν για τους ανθρώπους που προσγειώθηκαν εδώ από την Google και θέλουν πραγματικά να καταλάβουν τα πράγματα.
Αλουμινόχαρτο με επικάλυψη άνθρακα. Αυτό είναι το προϊόν. Κοιτάτε γυμνό φύλλο αλουμινίου, ίσως 12 ή 13 microns, με ένα λεπτό στρώμα άνθρακα και στις δύο πλευρές. Η επίστρωση προσθέτει άλλα ή δύο μικρά ανά πλευρά. Ο άνθρακας είναι αγώγιμος. Ο σκοπός είναι η προστασία του αλουμινίου από τον πολτό καθόδου κατά την κατασκευή του στοιχείου και από τον ηλεκτρολύτη κατά τη λειτουργία του στοιχείου.
Το γιατί το αλουμίνιο διαβρώνεται σε μια κυψέλη ιόντων λιθίου-δεν είναι περίπλοκο. Ο πολτός LFP έχει pH 11 ή μεγαλύτερο. Ο πολτός NCM που βασίζεται σε NMP-είναι λιγότερο επιθετικός αλλά εξακολουθεί να μην είναι φιλικός με το γυμνό μέταλλο με την πάροδο του χρόνου. Η πραγματική ζημιά συμβαίνει στη διεπαφή μεταξύ ενεργού υλικού και φύλλου. Το pitting ξεκινά από εκεί. Το pitting γίνεται αποκόλληση. Η αποκόλληση γίνεται εξασθένιση χωρητικότητας και τελικά αστοχίες πεδίου. Η επίστρωση άνθρακα είναι φθηνή ασφάλιση.
Να αναφέρω τον χαλκό. Η πλευρά της ανόδου χρησιμοποιεί φύλλο χαλκού. Ο χαλκός έχει διαφορετικά προβλήματα. Δεν βγάζει λάκκους όπως το αλουμίνιο. Ο τρόπος αποτυχίας είναι η διάλυση σε υψηλή τάση-εάν το BMS σας βιδώσει και υπερφορτίσει το στοιχείο, τα ιόντα χαλκού κινούνται και καταλήγουν εκεί που δεν θα έπρεπε. Υπάρχει επικαλυμμένος χαλκός. Λιγότερο συνηθισμένο στην παραγωγή. Οι τύποι της ανόδου πυριτίου το χρησιμοποιούν επειδή το πυρίτιο ξεπερνά την επιφάνεια του φύλλου κατά τη διάρκεια της ποδηλασίας. Όλοι οι άλλοι συνήθως τρέχουν γυμνό χαλκό και το λένε μια μέρα.
Το Dingsheng στο Zhenjiang πιθανώς κάνει το μισό από το επικαλυμμένο φύλλο αλουμινίου να πηγαίνει σε κελιά παγκοσμίως. Δεν έχω το ακριβές μερίδιό τους και δεν πρόκειται να βγάλω νούμερο. Είναι μεγάλοι. Ο Wanshun είναι ο άλλος σημαντικός κινέζος παίκτης. Μεταξύ αυτών των δύο και ίσως τριών ή τεσσάρων μικρότερων τύπων, η Κίνα στέλνει το μεγαλύτερο μέρος αυτού του υλικού παγκοσμίως. Η τιμολόγηση εκτός Κίνας είναι ίσως 15-20% χαμηλότερη από το ιαπωνικό υλικό, ανάλογα με τον βαθμό και το πόσο σκληρά διαπραγματεύεστε.
Ιάπωνες προμηθευτές εξακολουθούν να υπάρχουν. Η Toyal το κάνει αυτό από πριν γεννηθούν οι περισσότεροι σημερινοί μηχανικοί μπαταριών. Η UACJ κάνει μερικά. Η ποιότητα είναι σταθερή, οι χρόνοι παράδοσης είναι μεγαλύτεροι και η τιμολόγηση είναι υψηλότερη. Ιάπωνες κατασκευαστές κυττάρων αγοράζουν ιαπωνικό φύλλο αλουμινίου. Όλοι οι άλλοι αγοράζουν κυρίως κινέζικα, εκτός εάν ο πελάτης τους έχει μια συγκεκριμένη απαίτηση της αλυσίδας εφοδιασμού.
Η Κορέα είναι μια μικτή τσάντα. Το Iljin φτιάχνει αλουμινόχαρτο και κάνει επικάλυψη. Για το αλουμίνιο, οι κορεάτες κατασκευαστές κυττάρων εισάγουν. Έχω δει τα προγράμματα Samsung SDI να προδιαγράφουν γιαπωνέζικο φύλλο και τα προγράμματα της LG να προδιαγράφουν κινέζικο φύλλο σε διαφορετικές πλατφόρμες οχημάτων για την ίδια αυτοκινητοβιομηχανία. Οι αποφάσεις προμηθειών σε αυτό το επίπεδο περιλαμβάνουν παράγοντες πολύ πέρα από την απόδοση των υλικών.
Αμερικανική παραγωγή-και το λέω αυτό καθώς κάποιος που θα επωφεληθεί από περισσότερες εγχώριες επιλογές-δεν είναι ακόμα εκεί. Δυο παλαίστριες που θα πάρουν το γυμνό αλουμινόχαρτο σας και θα το περάσουν από τη γραμμή τους. Καμία ολοκληρωμένη παραγωγή σε κλίμακα αυτοκινήτων. Τα χρήματα του IRA ρέουν. Γίνονται ανακοινώσεις. Η πραγματική ράμπα-πάνω είναι μια διαφορετική ιστορία. Εάν χρειάζεστε έναν κατάλληλο προμηθευτή αλουμινόχαρτου μπαταριών λι-για ένα πρόγραμμα στη Βόρεια Αμερική σήμερα, εξακολουθείτε να ψάχνετε πέρα από έναν ωκεανό.
Η ίδια η επίστρωση δεν είναι επιστήμη πυραύλων. Μαύρος άνθρακας, συνδετικό PVDF, διαλύτης NMP. Το ανακατεύουμε, το καλύπτουμε, το στεγνώνουμε, το κόβουμε. Μαύρο φούρνου ή μαύρο ασετυλενίου ανάλογα με την προτίμηση του προμηθευτή και την αγωγιμότητα του στόχου. Ορισμένες ποιότητες υψηλής ποιότητας ρίχνουν νανοσωλήνες γραφενίου ή άνθρακα. Το μάρκετινγκ το λατρεύει αυτό. Η πραγματική-διαφορά απόδοσης στον κόσμο είναι οριακή για τις τυπικές κυψέλες EV. Ίσως έχει σημασία για εφαρμογές ρυθμού 4C ή 5C. Το μέσο πακέτο επιβατικών οχημάτων σας 1C δεν πρόκειται να το παρατηρήσει.
Αυτό που έχει μεγαλύτερη σημασία από τη σύνθεση είναι ο έλεγχος της διαδικασίας. Η επίστρωση με γκραβούρα είναι ο τρόπος με τον οποίο γίνεται το μεγαλύτερο μέρος αυτού. Το χαραγμένο ρολό μαζεύει το πολτό, το μεταφέρει στο φύλλο αλουμινίου που κινείται από κάτω. Ακούγεται απλό. Η διατήρηση του βάρους επίστρωσης εντός των προδιαγραφών σε έναν ιστό 1200 mm στα 40 μέτρα ανά λεπτό δεν είναι απλή. Φθορά σε ρολά γκραβούρα. Το ιξώδες του πολτού μετατοπίζεται σε μια παρτίδα. Οι αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζουν τη μεταφορά. Ένας διανομέας υλικών μπαταριών ιόντων λιθίου{10}}μπορεί να σας δείξει δύο παρτίδες από τον ίδιο προμηθευτή, το ίδιο SKU και η μία θα έχει διπλάσια διακύμανση πάχους από την άλλη.
Ο χειρισμός του Ιστού είναι ο δικός του πονοκέφαλος. Αλουμινόχαρτο αυτό το λεπτό σκίζει. Μια διακοπή ιστού σημαίνει χρόνο διακοπής λειτουργίας, θραύσματα και απώλεια απόδοσης. Τα παιδιά που το κάνουν αυτό εδώ και χρόνια έχουν καλέσει τα προφίλ έντασης τους. Οι νεοεισερχόμενοι μαθαίνουν ακριβά μαθήματα. Ένας Κινέζος προμηθευτής που δεν θα ονομάσω έχασε τρεις μήνες παραγωγής προσπαθώντας να αναθέσει μια νέα γραμμή επίστρωσης επειδή δεν μπορούσαν να αποτρέψουν το σπάσιμο του ιστού.
Τα φύλλα προδιαγραφών ζητούν βάρος επίστρωσης σε gsm, ειδική αντίσταση επιφάνειας σε milliohms ανά τετράγωνο, αντοχή πρόσφυσης μέσω δοκιμής crosshattch. Αυτοί οι αριθμοί υπάρχουν για λόγους πιστοποίησης. Μέρα-με-αυτό που ενδιαφέρει πραγματικά τους κατασκευαστές κυψελών είναι η συνέπεια από πολλά. Εάν η αντίστασή σας είναι 15 milliohms σε μια παρτίδα και 25 στην επόμενη, αυτό εμφανίζεται ως διακύμανση από κύτταρο{-σε-κελί σε ολοκληρωμένες συσκευασίες. Οι ΚΑΕ αυτοκινήτων μισούν την παραλλαγή. Οι συνεργάτες OEM μπαταριών ιόντων λιθίου{11}}τους μισούν να εξηγούν την παραλλαγή. Όλοι το ανακαλύπτουν τελικά.
Έχω δει προγράμματα να ρίχνουν έναν προμηθευτή αλουμινόχαρτου σε μια μόνο κακή παρτίδα που το έκανε σε κυψέλες παραγωγής. Οι σχέσεις έχουν σημασία σε αυτήν την επιχείρηση. Η πρόκριση διαρκεί μήνες. Κανείς δεν θέλει να επαναπροκριθεί. Έτσι, οι προμηθευτές που παρέχουν σταθερό υλικό διατηρούν την επιχείρησή τους. Προμηθευτές που δεν αντικαθίστανται αθόρυβα.
Η σταθερή-κατάσταση έρχεται τελικά. Οι σουλφιδικοί ηλεκτρολύτες φέρνουν νέα χημεία για την οποία δεν έχουν σχεδιαστεί οι επικαλύψεις άνθρακα. Οι ηλεκτρολύτες οξειδίου και πολυμερούς είναι λιγότερο προβληματικοί. Τα κύτταρα στερεάς-κατάστασης βρίσκονται στην πραγματικότητα σε παραγωγή ή σχεδόν παραγωγή-και δεν υπάρχουν πολλά-που χρησιμοποιούν κυρίως χημικές ουσίες όπου οι συμβατικές επικαλύψεις λειτουργούν καλά. Εάν τα κύτταρα με βάση το σουλφίδιο-πέφτουν ποτέ στον όγκο, η προστασία του τρέχοντος συλλέκτη θα χρειαστεί διαφορετική λύση. Αλουμίνα ALD, ίσως. Φθοροπολυμερή φράγματα. Κανείς δεν έχει κλιμακώσει τίποτα ακόμα επειδή τα ίδια τα κύτταρα δεν έχουν κλιμακωθεί.
Προς το παρόν, το φύλλο με επικάλυψη άνθρακα παραμένει αυτό που ήταν εδώ και είκοσι χρόνια. Ανιαρός. Απαραίτητος. Ένα στοιχείο γραμμής στο BOM που η προμήθεια προσπαθεί να μειώσει το κόστος και η μηχανική προσπαθεί να μην σκεφτεί μέχρι να πάει κάτι στραβά.
Πέντε διανομείς εξαρτημάτων μπαταριών λιθίου- στις ΗΠΑ μπορούν πιθανώς να σας λάβουν δείγματα μέσα σε μια εβδομάδα. Η εύρεση ενός που μπορεί να εγγυηθεί την κατανομή για ένα πρόγραμμα 50 GWh είναι πιο δύσκολο. Αυτός είναι ο πραγματικός περιορισμός της εφοδιαστικής αλυσίδας σε αυτό το τμήμα. Όχι τεχνολογία. Δέσμευση ικανότητας.
