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华西铝业何显东:高性能铝箔在电池中的应用

来源:中国电池杂志-中国电池网作者:武月 杨阳  2014-11-18 11:13点击: 二维码
【导读】在11月13日至14日成都召开的2014年第二届中国(成都)锂电新能源产业国际高峰论坛上,中铝华西铝业有限责任公司的首席研究员何显东做了《高性能铝箔在电池中的应用》的专题报告。

中国电池杂志至中国电池网11月18日讯(武月 杨阳 成都报道)在11月13日至14日成都召开的2014年第二届中国(成都)锂电新能源产业国际高峰论坛上,中铝华西铝业有限责任公司的首席研究员何显东做了《高性能铝箔在电池中的应用》的专题报告。

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以下是何显东的演讲报告:

何显东:我讲的题目是高性能铝箔在电池中的应用。主讲的内容是华西铝业介绍、研发优势、铝在锂电池中的应用等几个问题。

华西铝业转制是1988年国务院军转民时开始的,我们做的系列项目都是和军工配套的。我们做的产品多是专注于军工器械。

公司顺应市场化发展,在2006年转制到中铝的时候,进行了特殊性能的开发,对特殊处理箔、高强度合金箔做了战略储备,在储备过程中,主要包括基础电子纯铝箔、晶间峰值铝箔、谐振容铝箔等等。铝在锂电池中的应用,主要是正负极集流体、极耳,软包材料和温控材料等等。电子集流体,在电子材料当中,包括航天卫星上天时,集流体是一个导电功能,但还是晶尖架构,我们在做铝的分析过程中,是最耗电的材料。

铝作为地球上含量最多的一种金属,由于其密度小、易加工,拥有良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛应用。铝是除锂外质量比能量最高的金属、拥有低的电极电位(-1.66V)、薄而致密的氧化层(氧化铝),可通过隧道效应实现电子导通而被用于电池的正极集流体,在以钛酸锂作为负极时,铝箔也替代铜箔成为负极集流体。电池当中的固液、晶体亚晶、多晶单晶、针刺与垒晶等相变化是集电节支撑的,电池的电化学与化学电转换全部与电机作为参考相。参考相如果选择它的空间极格不一样,设计的电子当中容值将会产生误差。在集电节的过程中,是电极材料与电解液在固液相界面上发生反应、形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层的基础参样,在电池化成与定容中起到极版母版作用。因此箔尺度、箔界面、箔结构不容忽视,改变铝(铜)箔表面微观结构等都容在集电结当中。

箔尺度,通过压制箔与压延工序进行晶体分析,以逆向制造方式分析熔铸中的组织特征、疏松机理、气孔、白斑、大晶粒、光亮晶粒等等,确定工艺参数及配方分析。并以克塞尔-斯特兰斯基层生长理论、螺旋生长理论C布拉维法则、周期性健链理论进行界定晶体状态。

箔界面,其表面以“土层coating”、层layer、箔foil为表征出现凝结核在表面迁移生核形成Al2O3(或针对铜箔砖红核CuO)。

箔结构,铝箔表面的介电常数与“岛与岛形成的海峡”和溶剂补偿的“海峡”产生的隧道效应相关。当铝在无氧化层的情况下锂离子“旋转”聚合和聚合后“择优取向”,并在无“润湿”固体表面形成“外延温度”和“伪晶形构”,利用单原子层薄膜后产生S-恩K模型在“海峡”区正负电子移动产生的冷光子闪电诱导的双荷子效应。

这是电池表面的微晶示意图,在充放电的时候,晶体的增长和出过程。这是我们做的20纳米的一个表面状态,我们提供的电池包装中,张力在50个大英左右。包括电解液、PCE所有这些都可以做到包容性。

电池箔的特点,铝的表面氧化膜由α型氧化铝转变为以β为主的氧化膜,在表面形成微晶或纳米结构。铝箔表面能和能聚能增大,改善表面氧化膜通过隧道效应。

这是我们做的一个测试报告,涉及了非民用电池,单独做的。这是我们在动车组当中做的锂电池,放电性能、低温性能、内阻都有报告。


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[责任编辑:梁小婧]

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