Apakah Kerajang Aluminium?

Kebanyakan orang berfikir tentang Reynolds Wrap apabila mereka mendengar aluminium foil. Dalam dunia bateri, kami bermaksud sesuatu yang lain sepenuhnya.

LOTTE Aluminium memecah tanah di kilang Elizabethtown mereka pada tahun 2022. Saya memandu melepasi tapak itu pada musim luruh yang lalu dan bangunan itu telah siap, peralatan akan masuk. Mereka memilih tempat itu kerana Ford dan SK sedang membina kompleks bateri BlueOval lima batu di hadapan jalan. Masuk akal. Anda mahu pembekal foil anda ditutup apabila anda menjalankan 36,000 tan setahun melalui garis salutan.

Kerajang yang akan dibuat oleh LOTTE adalah untuk katod. Setiap sel ion litium-mempunyai dua pengumpul semasa di dalamnya. Kuprum di bahagian anod. Aluminium di bahagian katod. Bahan aktif-NMC anda atau LFP anda atau apa sahaja kimia yang anda jalankan-disalut pada kerajang ini sebagai buburan basah. Sebaik sahaja ia kering anda mempunyai elektrod.

Orang bertanya mengapa tidak menggunakan logam yang sama untuk kedua-duanya. Tembaga akan lebih mudah. Satu rantaian bekalan bukannya dua.

Inilah masalahnya. Tembaga larut.

Di katod anda berada di atas 3.5 volt berbanding litium. Tembaga tidak boleh menanganinya. Ia teroksida dan masuk ke dalam larutan. Samsung SDI mengeluarkan buletin teknikal beberapa tahun lalu yang menunjukkan tembaga mula mengakis sekitar 3.4 volt. Anda berakhir dengan ion kuprum terapung di dalam elektrolit anda dan akhirnya menyadur pada anod. Itu membunuh sel.

Aluminium juga mengoksida tetapi lapisan oksida yang terbentuk adalah berbeza. Aluminium oksida adalah padat dan stabil. Ia sebenarnya melindungi logam di bawahnya. Lapisan itu hanya beberapa nanometer tebal supaya elektron terowong terus melaluinya. Anda mendapat rintangan kakisan dan kekonduksian pada masa yang sama.

Kerajang itu sendiri nipis. Kami bercakap 10 hingga 12 mikron untuk kebanyakan sel pengeluaran. UACJ di Jepun menentukan gulung mereka pada tambah atau tolak setengah mikron merentasi lebar. Itu ketat. Untuk rujukan sehelai kertas salinan adalah sekitar 100 mikron.

Nipis lebih baik untuk ketumpatan tenaga. Setiap gram aluminium yang bukan bahan aktif adalah berat mati. Sesetengah pembuat sel telah menolak sehingga 8 mikron. Tradeoff sedang dikendalikan. Kerajang nipis koyak pada garis salutan. Kawalan ketegangan anda mestilah sempurna. Satu kedutan dan bahagian elektrod itu adalah sekerap.

"Kami melihat tekanan berterusan daripada pelanggan untuk menjadi lebih nipis setiap tahun," kata seorang jurutera proses di operasi salutan Midwest kepada saya bulan lepas. "Peralatan boleh melakukannya tetapi kadar penolakan anda meningkat. Pada satu ketika anda kehilangan lebih banyak bahan hingga koyak daripada anda menjimatkan berat."

Kesucian juga penting. Bateri-gred aluminium perlu melebihi 98 peratus. Kekotoran seperti besi atau silikon menghasilkan kemasukan dalam permukaan foil. Kemasukan tersebut menjadi titik lemah. Salutan tidak melekat dengan betul atau anda mendapat lubang jarum. Sama ada cara sel gagal QC.

Kebanyakan kerajang bateri dunia masih berasal dari Asia. UACJ dan Toyo di Jepun. LOTTE dan Dongwon di Korea. Setengah dozen pengeluar besar di China termasuk Ding Sheng dan Nanshan. Kilang Kentucky adalah salah satu percubaan serius pertama dalam pengeluaran domestik. Ada cakap orang lain ikut tapi belum ada yang konkrit.

Untuk sel LFP, banyak pengeluar telah beralih ke kerajang bersalut-karbon. Dunmore di Bristol, Pennsylvania melakukan ini. Mereka meletakkan primer karbon nipis sebelum anda menyalut bahan aktif. Ia membantu dengan lekatan kerana LFP tidak melekat pada aluminium kosong seperti yang dilakukan oleh NMC. Juga memotong rintangan sentuhan pada antara muka.

apa lagi. Kitar semula. Apabila sel mencapai akhir hayat anda boleh mencincangnya dan memisahkan aluminium daripada jisim hitam. Logam yang diperoleh kembali ke peleburan. Bukan gelung tertutup kerana anda kehilangan beberapa pada setiap langkah tetapi lebih baik daripada membuangnya.

Saya harus menyebut perkara nilai dyne. Tenaga permukaan. Permukaan kerajang mestilah cukup bersih sehingga buburan elektrod membasahinya secara sekata. Anda mengukur ini dalam dynes per sentimeter. Kebanyakan spesifikasi memerlukan 32 atau lebih tinggi. Jika kerajang diletakkan di dalam gudang terlalu lama dan mendapat pencemaran, anda akan melihat manik buburan semasa salutan. Itu adalah hari yang buruk.

Bagaimanapun. Iaitu aluminium foil dalam bateri. Tidak seperti apa yang ada dalam laci dapur anda.