Новости

Sep 07, 2023

Материалы для батарей

Потребители электромобилей хотят получить увеличенный запас хода и быструю зарядку, чтобы вернуться к жизни.

Потребители электромобилей хотят увеличить запас хода и быструю зарядку, чтобы быстро вернуться в дорогу. Сохранение большего количества энергии по отношению к весу и объему и принятие более высоких скоростей зарядки повышают требования к характеристикам материала, стабильности и безопасности. Более широкое внедрение электромобилей требует улучшения использования материалов в цепочке поставок.

META разрабатывает новые материалы для аккумуляторов и технологии производства для решения всех этих проблем.НКОРЕ™ Токоприемники из полимерного композита, изготовленные с использованием запатентованной технологии высокоскоростного вакуумного покрытия PLASMAfusion®, значительно уменьшают вес и добавляют функцию безопасности, подобную предохранителю. Керамические сепараторы NPORE® имеют термоусадку <1%, что обеспечивает повышенную безопасность и превосходные электрохимические характеристики.

Токосъемники являются важными компонентами литий-ионных батарей, состоящими из алюминиевой (Al) и медной (Cu) фольги для катода и анода соответственно. В совокупности токосъемники составляют около 15% от общей массы элементов батареи и не вносят активного вклада в емкость батареи. Al имеет низкую плотность — 2,70 г/см3, тогда как Cu намного тяжелее — 8,96 г/см3, так что токосъемники из медной фольги составляют более 10% веса типичной литий-ионной батареи.

Пластиковая подложка из ПЭТ/ПЭН, покрытая тонкими слоями (150-250 нм) меди с каждой стороны и встроенными металлическими перемычками для обеспечения сквозной проводимости, обещает ту же функциональность и стоимость, что и медная фольга, обеспечивая при этом ряд преимуществ. Вес уменьшен примерно на 85%, а уменьшенная толщина позволяет использовать более активный материал, увеличивая энергию и плотность мощности. В случае температурного выхода из-под контроля пластик плавится, повышая безопасность за счет замедления самовоспламенения аккумулятора. Более низкое содержание меди снижает затраты энергии на производство батареи и улучшает переработку.

NPORE® — первый в мире гибкий, отдельно стоящий керамический нанопористый мембранный сепаратор для литий-ионных аккумуляторов. Сепараторы NPORE® исключают использование пластиковой подложки, обеспечивают превосходную функциональность и исключительную термостойкость для литий-ионных аккумуляторов нынешнего и следующего поколения.

Возможности NPORE® включают в себя:

Сепаратор и токосъемники (CC) составляют некоторые из основных компонентов каждой литий-ионной батареи (LIB). Хотя эти пассивные компоненты не участвуют напрямую в кинетике электрохимии, они являются основным фактором, определяющим безопасность, производительность, долговечность, вес и объем элемента. Уменьшение их веса или объема в пределах, в которых их функциональность не подвергается негативному воздействию, может напрямую улучшить гравиметрическую или объемную энергию и удельную мощность клетки. В презентации ниже мы представляем новый подход к повышению безопасности и производительности ЛИА различных размеров и химического состава, в котором используются два интеллектуальных пассивных компонента нового поколения, а именно металлополимерный композит CC (NCORE™) и нанопористая керамика. сепаратор (NPORE®). NCORE™ изготавливается путем покрытия полимерной подложки толщиной 6 мкм тонким (250 нм) слоем металлической меди (Cu) с каждой стороны. В процессе металлизации в подложку также внедряются медные элементы (мостики) высокой плотности. Полученный материал демонстрирует повышенную проводимость как в плоскостном, так и внеплоскостном направлениях. Действуя как интеллектуальный предохранитель, NCORE™ предотвращает возникновение дополнительного броска тока, вызывающего перегрев, который потенциально может привести к опасному возгоранию, которое чрезвычайно трудно потушить в элементе, когда его внутренняя температура превышает 250°C. Устраняя до 90% меди, содержащейся в типичном аккумуляторе CC, NCORE™ снижает вес аккумулятора, повышает его производительность и возможность вторичной переработки. NPORE® — это запатентованный прочный нанопористый керамический сепаратор, обладающий высокой устойчивостью к плавлению и усадке. В случае внутреннего короткого замыкания между электродами, которое может быть вызвано дендритом или другим дефектом, NPORE® не сжимается от места дефекта, предотвращая распространение тепла, вызванного коротким замыканием. Комбинация NCORE™ и NPORE® предлагает инновационное решение безопасности для ЛИА широкого спектра химического состава и форм-факторов.