中國(guó)電池雜志至中國(guó)電池網(wǎng)11月18日訊(武月 楊陽(yáng) 成都報(bào)道)在11月13日至14日成都召開的2014年第二屆中國(guó)(成都)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇上,中鋁華西鋁業(yè)有限責(zé)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(bào)告。

以下是何顯東的演講報(bào)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(shì)、鋁在鋰電池中的應(yīng)用等幾個(gè)問(wèn)題。

華西鋁業(yè)轉(zhuǎn)制是1988年國(guó)務(wù)院軍轉(zhuǎn)民時(shí)開始的,我們做的系列項(xiàng)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(chǎng)化發(fā)展,在2006年轉(zhuǎn)制到中鋁的時(shí)候,進(jìn)行了特殊性能的開發(fā),對(duì)特殊處理箔、高強(qiáng)度合金箔做了戰(zhàn)略儲(chǔ)備,在儲(chǔ)備過(guò)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(fù)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(dāng)中,包括航天衛(wèi)星上天時(shí),集流體是一個(gè)導(dǎo)電功能,但還是晶尖架構(gòu),我們?cè)谧鲣X的分析過(guò)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(dǎo)電和導(dǎo)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(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子導(dǎo)通而被用于電池的正極集流體,在以鈦酸鋰作為負(fù)極時(shí),鋁箔也替代銅箔成為負(fù)極集流體。電池當(dāng)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(xué)與化學(xué)電轉(zhuǎn)換全部與電機(jī)作為參考相。參考相如果選擇它的空間極格不一樣,設(shè)計(jì)的電子當(dāng)中容值將會(huì)產(chǎn)生誤差。在集電節(jié)的過(guò)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(dāng)中。

箔尺度,通過(guò)壓制箔與壓延工序進(jìn)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(jī)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(zhǎng)理論、螺旋生長(zhǎng)理論C布拉維法則、周期性健鏈理論進(jìn)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(duì)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(bǔ)償?shù)摹昂{”產(chǎn)生的隧道效應(yīng)相關(guān)。當(dāng)鋁在無(wú)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(wú)“潤(rùn)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(fù)電子移動(dòng)產(chǎn)生的冷光子閃電誘導(dǎo)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(shí)候,晶體的增長(zhǎng)和出過(guò)程。這是我們做的20納米的一個(gè)表面狀態(tài),我們提供的電池包裝中,張力在50個(gè)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(diǎn),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(guò)隧道效應(yīng)。

這是我們做的一個(gè)測(cè)試報(bào)告,涉及了非民用電池,單獨(dú)做的。這是我們?cè)趧?dòng)車組當(dāng)中做的鋰電池,放電性能、低溫性能、內(nèi)阻都有報(bào)告。