中國電池雜志至中國電池網(wǎng)11月18日訊(武月 楊陽 成都報道)在11月13日至14日成都召開的2014年第二屆中國(成都)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上,中鋁華西鋁業(yè)有限責任公司的首席研究員何顯東做了《高性能鋁箔在電池中的應(yīng)用》的專題報告。

以下是何顯東的演講報告:

何顯東:我講的題目是高性能鋁箔在電池中的應(yīng)用。主講的內(nèi)容是華西鋁業(yè)介紹、研發(fā)優(yōu)勢、鋁在鋰電池中的應(yīng)用等幾個問題。

華西鋁業(yè)轉(zhuǎn)制是1988年國務(wù)院軍轉(zhuǎn)民時開始的,我們做的系列項目都是和軍工配套的。我們做的產(chǎn)品多是專注于軍工器械。

公司順應(yīng)市場化發(fā)展,在2006年轉(zhuǎn)制到中鋁的時候,進行了特殊性能的開發(fā),對特殊處理箔、高強度合金箔做了戰(zhàn)略儲備,在儲備過程中,主要包括基礎(chǔ)電子純鋁箔、晶間峰值鋁箔、諧振容鋁箔等等。鋁在鋰電池中的應(yīng)用,主要是正負極集流體、極耳,軟包材料和溫控材料等等。電子集流體,在電子材料當中,包括航天衛(wèi)星上天時,集流體是一個導電功能,但還是晶尖架構(gòu),我們在做鋁的分析過程中,是最耗電的材料。

鋁作為地球上含量最多的一種金屬,由于其密度小、易加工,擁有良好的導電和導熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛應(yīng)用。鋁是除鋰外質(zhì)量比能量最高的金屬、擁有低的電極電位(-1.66V)、薄而致密的氧化層(氧化鋁),可通過隧道效應(yīng)實現(xiàn)電子導通而被用于電池的正極集流體,在以鈦酸鋰作為負極時,鋁箔也替代銅箔成為負極集流體。電池當中的固液、晶體亞晶、多晶單晶、針刺與壘晶等相變化是集電節(jié)支撐的,電池的電化學與化學電轉(zhuǎn)換全部與電機作為參考相。參考相如果選擇它的空間極格不一樣,設(shè)計的電子當中容值將會產(chǎn)生誤差。在集電節(jié)的過程中,是電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng)、形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層的基礎(chǔ)參樣,在電池化成與定容中起到極版母版作用。因此箔尺度、箔界面、箔結(jié)構(gòu)不容忽視,改變鋁(銅)箔表面微觀結(jié)構(gòu)等都容在集電結(jié)當中。

箔尺度,通過壓制箔與壓延工序進行晶體分析,以逆向制造方式分析熔鑄中的組織特征、疏松機理、氣孔、白斑、大晶粒、光亮晶粒等等,確定工藝參數(shù)及配方分析。并以克塞爾-斯特蘭斯基層生長理論、螺旋生長理論C布拉維法則、周期性健鏈理論進行界定晶體狀態(tài)。

箔界面,其表面以“土層coating”、層layer、箔foil為表征出現(xiàn)凝結(jié)核在表面遷移生核形成Al2O3(或針對銅箔磚紅核CuO)。

箔結(jié)構(gòu),鋁箔表面的介電常數(shù)與“島與島形成的海峽”和溶劑補償?shù)摹昂{”產(chǎn)生的隧道效應(yīng)相關(guān)。當鋁在無氧化層的情況下鋰離子“旋轉(zhuǎn)”聚合和聚合后“擇優(yōu)取向”,并在無“潤濕”固體表面形成“外延溫度”和“偽晶形構(gòu)”,利用單原子層薄膜后產(chǎn)生S-恩K模型在“海峽”區(qū)正負電子移動產(chǎn)生的冷光子閃電誘導的雙荷子效應(yīng)。

這是電池表面的微晶示意圖,在充放電的時候,晶體的增長和出過程。這是我們做的20納米的一個表面狀態(tài),我們提供的電池包裝中,張力在50個大英左右。包括電解液、PCE所有這些都可以做到包容性。

電池箔的特點,鋁的表面氧化膜由α型氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)橐驭聻橹鞯难趸?在表面形成微晶或納米結(jié)構(gòu)。鋁箔表面能和能聚能增大,改善表面氧化膜通過隧道效應(yīng)。

這是我們做的一個測試報告,涉及了非民用電池,單獨做的。這是我們在動車組當中做的鋰電池,放電性能、低溫性能、內(nèi)阻都有報告。