Rigward il-fojl tar-ram tal-batterija, se nispjegaw prinċipalment fid-dettall id-direzzjoni tal-iżvilupp futur u l-proċess ta 'produzzjoni tal-fojl tar-ram.
Fil-batteriji tal-jone tal-litju, il-materjali attivi pożittivi u negattivi huma miksija fuq is-sottostrat biex jiffurmaw biċċiet tal-arbli, u mbagħad imdawrin jew f'munzelli biex jiffurmaw qalba tal-batterija. Il-materjali bażi użati hawn prinċipalment jinkludu fojl tar-ram u fojl tal-aluminju. Il-katodu kurrenti tal-batterija tal-litju huwa fojl tal-aluminju, u l-elettrodu negattiv huwa fojl tar-ram. Dan huwa minħabba li r-ram huwa faċilment ossidizzat fl-elettrodu pożittiv b'potenzjal ogħla, u l-wiċċ tal-fojl tal-aluminju għandu saff dens. Is-saff ta ' l-ossidu jipproteġi l-aluminju ġewwa f'potenzjali għolja. Dan l-artikolu prinċipalment jitkellem dwar il-fojl tar-ram użat b'mod komuni għal elettrodi negattivi.
Ir-ram għandu saħħa mekkanika għolja u konduttività elettrika eċċellenti. Il-kontenut tiegħu fil-qoxra tad-dinja huwa ta' madwar 0.01%. Jeżisti l-aktar fil-forma ta 'mineral tar-ram fin-natura. Il-fojl tar-ram jista 'jinqasam f'ram elettrolitiku u ram irrumblat skont il-metodi ta' manifattura differenti tiegħu. Ir-ram irrumblat għandu duttilità tajba u diffikultà teknika għolja fil-produzzjoni. Il-preparazzjoni tagħha teħtieġ ħafna proċessi u l-ispiża hija għolja. Hemm ftit intrapriżi domestiċi. Kumpaniji li jużaw dan il-metodu biex jipproduċu tajjeb jinkludu Olin Brass fl-Istati Uniti, Nippon Mining tal-Ġappun u kumpaniji oħra.
Fil-preżent, ħafna mill-fojl tar-ram użat fil-fabbriki taċ-ċelluli tal-batterija huwa prodott bl-elettroliżi. Fl-1922, Edison ivvinta l-metodu ta 'fojl tar-ram elettrolitiku kontinwu u applika għal privattiva. Uża romblu tal-metall li jdur kontinwament mgħaddas fl-elettrolit tas-sulfat tar-ram bħala l-katodu u metall li ma jinħallx bħala l-anodu. It-twelid ta 'dan il-metodu mmarka l-bidu ta' l-industrija tar-ram elettrolitiku. Ibda. Fl-1937, l-Anaconde Copper Factory fl-Istati Uniti poġġiet il-privattiva ta 'Edison fil-prattika tal-produzzjoni u pproduċiet b'suċċess fojl tar-ram elettrolitiku. Matul l-istorja tal-iżvilupp tal-fojl tar-ram elettrolitiku, nistgħu nsibu li dejjem segwa x-xejra tal-bordijiet taċ-ċirkwiti stampati. Bl-applikazzjoni fuq skala kbira ta 'batteriji tal-jone tal-litju fl-elettronika tal-konsumatur, il-fojl tar-ram elettrolitiku ddaħħal f'qasam ġdid bħala anodu. Kolletturi kurrenti, bil-konduttività elettrika tajba tagħhom, reżistenza għat-tgħaffiġ u spiża baxxa, ġew promossi u applikati malajr fuq skala kbira. Issa bil-promozzjoni u l-applikazzjoni fuq skala kbira ta 'vetturi tal-enerġija ġodda, 5G u ħażna tal-enerġija, id-domanda għal fojl tar-ram elettrolitiku wriet splużjoni ġdida.
Sabiex tiżdied id-densità volumetrika tal-enerġija tal-qalba tal-batterija kemm jista 'jkun filwaqt li tiġi żgurata s-sigurtà, il-prestazzjoni taċ-ċiklu, eċċ., Id-disinjatur taċ-ċellula tal-batterija jeħtieġ li jippakkja materjali aktar attivi fil-qoxra limitata tal-qalba tal-batterija. Naħseb bħala Il-fojl negattiv tar-ram tal-kollettur kurrenti jista 'jiżviluppa fid-direzzjonijiet li ġejjin fil-futur:
1. Fojl tar-ram ultra-rqiq: Din it-tendenza issa hija ovvja, minn 8um sa 6um, u issa għal 4.5um, li xi manifatturi qed jintroduċu f'lottijiet żgħar. Forsi fojl tar-ram taħt 4um se jiġi promoss għall-produzzjoni tal-massa fil-futur. Din il-funzjoni hija wkoll ovvja, li hija li żżid il-volum u d-densità tal-enerġija tal-massa tal-qalba tal-batterija kemm jista 'jkun, iżda dan iressaq rekwiżiti ogħla għall-manifattura tal-fojl tar-ram u l-kontroll tal-kisi tal-qalba tal-batterija. Wara kollox, l-irqaq tal-fojl tar-ram, ir-riskju ta 'ksur tal-istrixxa matul il-proċess tal-kisi huwa wkoll ogħla.
2. Fojl tar-ram imtaqqab: jiġifieri, permezz ta 'korrużjoni kimika, jinħolqu mikropori fuq il-wiċċ tal-fojl tar-ram biex jitnaqqas il-piż tas-sottostrat u tiżdied id-densità tal-enerġija tal-massa tal-qalba tal-batterija. Huwa meħtieġ li jiġi kkontrollat id-daqs tal-pori u jiġi ottimizzat it-tip ta 'inċiżjoni. , wieħed huwa li jipprevjeni li d-dijametru tal-pori ma jkunx kbir wisq, li jagħmilha diffiċli biex jinżamm demel likwidu tal-kisi b'naħa waħda, u l-ieħor huwa li jiġi evalwat l-impatt ta 'etchant residwu fuq il-prestazzjoni tal-qalba tal-batterija, bħal ċirkolazzjoni, produzzjoni tal-gass , eċċ.
3 Bexx tal-fojl tar-ram: Dan huwa ekwivalenti għal kisi tar-ram b'żewġ naħat fuq sottostrat tal-plastik. Dan mhux biss iżomm il-funzjoni tal-konduzzjoni elettronika tal-kollettur kurrenti, iżda jnaqqas ukoll il-piż tas-sottostrat u jtejjeb id-densità tal-enerġija tal-massa tal-qalba tal-batterija. Madankollu, matul il-proċess tal-manifattura, tista 'tiffaċċja sfidi tal-proċess bħall-ippressar kiesaħ u l-iwweldjar tat-tab.
Hekk kif ir-rata ta 'penetrazzjoni ta' vetturi tal-enerġija ġodda qed tkompli tiżdied, il-kapaċità tal-produzzjoni tal-fojl tar-ram eżistenti qed issir dejjem aktar insuffiċjenti, u hemm ċertu vojt bejn il-provvista u d-domanda. Huwa mistenni li l-industrija tal-fojl tar-ram gradwalment tespandi l-produzzjoni fil-futur biex tissodisfa d-domanda tas-suq għal ċelloli tal-enerġija.
Il-preparazzjoni tal-fojl tar-ram elettrolitiku hija prinċipalment maqsuma fi tliet passi: dissoluzzjoni tar-ram, fojl mhux maħdum u trattament tal-wiċċ. Il-proċess tat-tħoll tar-ram huwa li tħallat materjal tar-ram u aċidu sulfuriku f'tank li jdub ir-ram, u jirreaġixxi biex tiġġenera soluzzjoni ta 'sulfat tar-ram. Il-formula tar-reazzjoni kimika hija kif ġej:
Cu+O2→CuO
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O
Matul il-proċess tat-tidwib tar-ram, għandha tingħata attenzjoni lill-kontroll tat-trab fl-ambjent u materja barranija fil-likwidu tal-materja prima biex tevita tbajja sussegwenti fuq il-wiċċ tal-fojl tar-ram, li tikkawża tikek irregolari. Din is-sitwazzjoni tista 'tinqabad fuq ir-ras tad-die waqt il-kisi, u tikkawża ksur tal-istrixxa. Għalhekk, pass ta 'filtrazzjoni għandu jiġi miżjud f'dan il-pass biex jiġu ffiltrati kompletament l-impuritajiet fis-soluzzjoni.
Is-soluzzjoni CuSO4 miksuba fil-proċess tat-tidwib tar-ram tintuża bħala l-elettrolit, romblu tat-titanju ta 'dijametru kbir jintuża bħala l-katodu, u l-pjanċa ta' liga taċ-ċomb f'forma ta 'ark tintuża bħala l-anodu. Billi tikkontrolla l-parametri tal-proċess elettrokimiku, il-jonji tar-ram fis-soluzzjoni jippreċipitaw fil-katodu biex jiffurmaw saff kontinwu tar-ram. Permezz tar-rotazzjoni kontinwa tar-romblu tal-katodu, il-fojl tar-ram depożitat se jitqaxxar kontinwament f'rombli biex jinkiseb fojl mhux maħdum, kif muri fil-figura li ġejja:
Il-fojl tar-ram għandu naħa mhux maħduma u naħa lixxa. In-naħa lixxa hija f'kuntatt mar-romblu tal-katodu, u n-naħa mhux maħduma hija f'kuntatt dirett mal-elettrolit. L-istampa SEM hija kif ġej:
Peress li r-ram huwa suxxettibbli għall-ossidazzjoni, wara li jikseb il-fojl mhux ipproċessat, jeħtieġ li jkun imħaffef u miksi b'saff ta 'barriera u saff ta' kontra l-ossidazzjoni biex jiffaċilita l-ħażna u t-trasport. Id-dijagramma tal-proċess speċifiku hija kif ġej:
Minħabba d-differenzi fil-mudelli taċ-ċelluli u l-proċessi ta 'produzzjoni ta' manifatturi differenti, bħall-istralċ u l-laminazzjoni, huwa diffiċli li l-materjal ta 'bażi tar-ram u l-fojl tal-aluminju jkollhom wisa' waħda li hija universali għal manifatturi differenti, għalhekk huwa meħtieġ li tinqata 'f'intrapriżi matul il-proċess tat-tqattigħ. Il-wisa 'speċifika meħtieġa.
