AC6753 LiNiCoMnO2 (NCM111) Feuille d'aluminium revêtue d'une seule face

Description de la feuille d'aluminium à revêtement simple face LiNiCoMnO2 (NCM111)

La feuille d'aluminium revêtue d'une seule face LiNiCoMnO2 (NCM111) est un matériau composite conçu pour les électrodes de batteries lithium-ion, combinant les avantages structurels et fonctionnels de la feuille d'aluminium avec une couche de cathode NCM111 (LiNiCoMnO2) appliquée avec précision. Le substrat en feuille d'aluminium offre une conductivité électrique exceptionnelle (résistivité ~2,65×10^-8 Ω-m) et une robustesse mécanique, garantissant une collecte efficace du courant et l'intégrité structurelle pendant la fabrication de l'électrode et le fonctionnement de la batterie. Le revêtement NCM111, d'une épaisseur typique de 50-150 μm, est déposé uniformément sur une face via des techniques telles que le revêtement par filière à fente ou le doctor-blading, suivies d'un calandrage pour obtenir une densité(≥3,2 g/cm3) et une adhérence optimales.

La couche NCM111 présente une structure cristalline en couches α-NaFeO2 bien définie (groupe spatial *R-3m*), caractérisée par une alternance de couches d'oxyde de lithium et de métaux de transition (Ni, Co, Mn). Cette configuration facilite l'intercalation/désintercalation réversible des ions lithium avec une déformation minimale du réseau (~1-2%), ce qui contribue à la stabilité des performances de cyclage. Le rapport équilibré des métaux de transition du matériau (Ni : Co : Mn = 1:1:1) assure une densité énergétique modérée (~160 mAh/g à 0,1C) tout en maintenant la stabilité thermique, avec des températures de libération de l'oxygène dépassant 200°C sous atmosphère inerte. La conception du revêtement sur une seule face minimise les réactions secondaires interfaciales en isolant le matériau actif de l'électrolyte sur la face non revêtue, ce qui réduit le placage parasite du lithium et la décomposition de l'électrolyte à des tensions élevées (>4,3 V).

Les modifications de surface, telles que les additifs de carbone conducteur (par exemple, Super P) et les liants polymères (par exemple, PVDF), sont intégrées dans le revêtement pour améliorer la percolation électronique et la cohésion mécanique. La surface lisse de la feuille d'aluminium (Ra <0,2 μm) assure une distribution uniforme du revêtement, tandis que sa résistance élevée à la traction (>150 MPa) empêche toute déformation pendant les processus de laminage ou d'empilage. La structure composite démontre également une excellente compatibilité électrochimique, avec des valeurs de résistance au transfert de charge interfaciales inférieures à 30 Ω-cm2, permettant un transport efficace des ions même à des densités de courant élevées (par exemple, 2C). En outre, la résistance à la corrosion inhérente au substrat d'aluminium minimise la dégradation oxydative dans les électrolytes organiques, ce qui garantit une durabilité opérationnelle à long terme.

Applications des feuilles d'aluminium à revêtement simple face LiNiCoMnO2 (NCM111)

La feuille d'aluminium revêtue d'une seule face LiNiCoMnO2 (NCM111) est un composant essentiel des systèmes de batteries lithium-ion avancés. Elle tire parti de ses propriétés structurelles et électrochimiques uniques pour améliorer les performances dans diverses applications. Sa conception intègre une couche cathodique NCM111 uniforme sur une face d'un substrat en feuille d'aluminium, optimisant ainsi la densité énergétique, la stabilité mécanique et l'efficacité interfaciale.

Dans les véhicules électriques, ce matériau est essentiel pour les batteries à haute densité énergétique, où le revêtement sur une seule face réduit le poids et l'épaisseur de l'électrode tout en maintenant une collecte de courant robuste. La conductivité élevée de la feuille d'aluminium assure un transport efficace des électrons, ce qui permet des taux de charge et de décharge rapides, essentiels pour l'accélération et le freinage régénératif des véhicules électriques. En outre, la résistance interfaciale minimisée de la couche active isolée atténue les réactions parasites, prolongeant la durée de vie du cycle en fonctionnement à haute tension(≥4,3V), une exigence clé pour les VE à longue autonomie.

Pour les appareils électroniques grand public tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables, la conception compacte et légère de la feuille permet d'obtenir des appareils plus minces sans compromettre la capacité de la batterie. Le rapport Ni-Co-Mn équilibré du revêtement NCM111 garantit un comportement thermique stable, réduisant les risques de surchauffe pendant la charge rapide. Les modifications de surface telles que les additifs de carbone conducteur améliorent encore la capacité de débit, ce qui permet à ces appareils de répondre à des demandes de puissance élevées lors de tâches intensives telles que les jeux ou la lecture vidéo en continu.

Dans les systèmes de stockage d'énergie (ESS), le matériau supporte les batteries lithium-ion à grande échelle utilisées pour la stabilisation du réseau et l'intégration des énergies renouvelables. La résistance à la corrosion et la durabilité mécanique du substrat d'aluminium garantissent la longévité dans des conditions environnementales fluctuantes, tandis que la densité énergétique modérée (~160 mAh/g) et la stabilité thermique (libération d'oxygène >200°C) de la couche NCM111 sont conformes aux exigences de sécurité et de fiabilité du stockage stationnaire.

Les applications émergentes comprennent l'électronique souple et portable, où la flexibilité mécanique et le profil mince de la feuille permettent de concevoir des batteries pliables. Le revêtement d'une seule face permet l'intégration dans des facteurs de forme non conventionnels, tels que les surfaces incurvées ou les dispositifs extensibles, sans sacrifier la performance électrochimique.

En outre, dans le cadre du prototypage et de la recherche sur les batteries, cette feuille sert de plateforme d'électrode standardisée pour tester de nouveaux électrolytes, revêtements ou stratégies de dopage, grâce à sa morphologie reproductible et à ses propriétés d'interface bien définies. Sa compatibilité avec les processus de recyclage s'inscrit également dans le cadre des initiatives d'économie circulaire, car le substrat d'aluminium peut être récupéré et réutilisé efficacement dans des systèmes en boucle fermée.

Emballage des feuilles d'aluminium à revêtement simple face LiNiCoMnO2 (NCM111)

Nos produits sont emballés dans des cartons personnalisés de différentes tailles en fonction des dimensions du matériau. Les petits articles sont solidement emballés dans des boîtes en PP, tandis que les articles plus volumineux sont placés dans des caisses en bois personnalisées. Nous veillons à respecter scrupuleusement la personnalisation de l'emballage et à utiliser des matériaux de rembourrage appropriés pour assurer une protection optimale pendant le transport.

Emballage : Carton, caisse en bois ou sur mesure.

Veuillez consulter les détails de l'emballage fournis à titre de référence.

Processus de fabrication

1. bref processus de fabrication

2. Méthode de test

(1) Analyse de la composition chimique - vérifiée à l'aide de techniques telles que GDMS ou XRF pour garantir la conformité aux exigences de pureté.

(2) Essai des propriétés mécaniques - Comprend des essais de résistance à la traction, de limite d'élasticité et d'allongement pour évaluer les performances du matériau.

(3) Contrôle dimensionnel - Mesure de l'épaisseur, de la largeur et de la longueur pour s'assurer du respect des tolérances spécifiées.

(4) Contrôle de la qualité de la surface - recherche de défauts tels que des rayures, des fissures ou des inclusions par un examen visuel et ultrasonique.

(5) Essai de dureté - Détermination de la dureté du matériau pour confirmer l'uniformité et la fiabilité mécanique.

Veuillez vous référer aux procédures d'essai SAM pour des informations détaillées.

Feuille d'aluminium à revêtement simple face LiNiCoMnO2 (NCM111) FAQs

Q1. Pourquoi utiliser un revêtement simple face au lieu d'un revêtement double face ?

L'enrobage simple face réduit le poids et l'épaisseur de l'électrode, ce qui est essentiel pour les applications nécessitant des conceptions légères ou flexibles (par exemple, l'électronique portable). Il réduit également le coût des matériaux et simplifie la fabrication, tandis que la face non revêtue empêche le contact direct de l'électrolyte avec l'aluminium, réduisant ainsi la corrosion et les réactions parasites à des tensions élevées (>4,3 V).

Q2. Comment le revêtement est-il appliqué ?

La suspension NCM111 (matière active, carbone conducteur, liant PVDF) est enduite uniformément par des techniques de découpe à fente ou de racle, suivies d'un séchage et d'un calandrage pour obtenir une densité optimale(≥3,2 g/cm³). Un contrôle de précision assure l'uniformité du revêtement (Ra <0,2 μm) et l'adhérence.

Q3. Quels sont les principaux avantages de ce matériau ?

Conductivité élevée : La faible résistivité de l'aluminium (~2,65×10^-8 Ω-m) assure une collecte efficace du courant.

Durabilité mécanique : La résistance à la traction de la feuille (>150 MPa) supporte le calandrage des électrodes et l'assemblage des cellules.

Stabilité électrochimique : Le rapport équilibré des métaux de transition (1:1:1) de la couche NCM111 offre une densité énergétique modérée (~160 mAh/g à 0,1C) avec une stabilité thermique (libération d'oxygène >200°C).

Efficacité interfaciale : Le revêtement isolé minimise le placage du lithium et la décomposition de l'électrolyte, améliorant ainsi la durée de vie du cycle.

Informations connexes

1) Méthodes de préparation courantes

La préparation de feuilles d'aluminium revêtues d'une seule face de LiNiCoMnO2 (NCM111) implique un processus en plusieurs étapes intégrant la synthèse du matériau, la formulation de la boue et des techniques de revêtement de précision. Au départ, la poudre cathodique NCM111 (LiNiCoMnO2) est synthétisée par coprécipitation : des solutions aqueuses de sulfate de nickel (NiSO4-6H2O), de sulfate de cobalt (CoSO4-7H2O) et de sulfate de manganèse (MnSO4-H2O) sont mélangées dans un rapport molaire de 1 :1:1 sous contrôle du pH (10-12) et de la température (50-60°C) pour précipiter un précurseur d'hydroxyde (NiCoMn(OH)2). Ce précurseur est ensuite mélangé à de l'hydroxyde de lithium (LiOH-H2O) dans un rapport molaire de 1:1,05 et calciné à 900-950°C pendant 12-15 heures sous flux d'oxygène pour former la structure NCM111 en couches.

Pour la fabrication des électrodes, la poudre de NCM111 est mélangée à du carbone conducteur (par exemple, Super P, 3-5 % en poids) et à un liant de fluorure de polyvinylidène (PVDF, 2-3 % en poids) dissous dans de la N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) pour former une suspension homogène. La suspension est uniformément enduite sur une face d'une feuille d'aluminium prétraitée (épaisseur 10-20 μm, Ra <0,2 μm) à l'aide de techniques de découpe à fente ou de racle, pour obtenir une épaisseur de revêtement de 50-150 μm. La feuille revêtue est séchée à 80-120°C pour évaporer les solvants, puis calandrée sous une pression de 5-10 MPa pour améliorer la densité de l'électrode(≥3,2 g/cm3) et l'adhérence.

Les innovations clés comprennent le prétraitement de la surface de la feuille d'aluminium par nettoyage au plasma ou gravure chimique pour améliorer la mouillabilité de la boue et la liaison interfaciale. Un recuit thermique post-revêtement (200-300°C) peut être appliqué pour stabiliser davantage la couche de NCM111 et réduire les contraintes résiduelles. Les mesures de contrôle de la qualité, telles que les jauges d'épaisseur au laser et les essais de résistance au pelage, garantissent l'uniformité (tolérance de l'épaisseur du revêtement ±2 μm) et l'intégrité mécanique (résistance d'adhésion >1,5 N/cm). La conception à une seule face minimise le gaspillage de matériaux et simplifie l'intégration dans les lignes d'assemblage de cellules, tandis que la face en aluminium non revêtue reste vierge pour la collecte de courant et la soudure de languettes. Cette méthode équilibre l'évolutivité, le coût et la performance, ce qui permet la production en masse d'électrodes à haut rendement pour les batteries lithium-ion avancées.