コンポジット・コレクター #

複合集電体は、より高い安全性、より高い比エネルギー、リチウムイオン電池技術の低コストの方向を提供することができ、良好な絶縁性、低密度、PET、Piおよび複合集電体の基板として他のポリマー材料の低コストが生まれた。複合集電体の利点
- 高い安全性:内部ショートのリスクを回避し、バッテリーの安全性を向上。
- 高エネルギー密度:軽量化50%-80%、エネルギー密度増加5%-10%
- 長寿命:均一な表面、サイクル寿命の向上 5%
01 サンドイッチ複合構造 #
複合集電体は「サンドイッチ」構造で、中央にPET、PI、PPなどのポリマー層、両面に銅やアルミニウムなどの金属導電層がある。ポリマーベース層は柔軟性と機械的安定性に優れ、充放電過程における電池の体積変化に適応できる。導電層は電子伝導を担い、電極反応における電子のスムーズな移動を保証する。このユニークな構造設計により、リチウム電池における複合集電体の性能は従来の集電体とは大きく異なり、リチウム電池の性能向上の基礎を築くことになる。



02 一般的に使用されている複合流体コレクター用基板の性能比較 #
ポリマーダイアフラム基板 | PET | PP | 浸透探傷検査 |
材料 | ポリエチレンテレフタレート | ポリプロピレン | ポリイミド |
ダイアフラム温度耐性 | 260℃以上 | 160℃左右 | 360℃以上 |
ダイアフラムの化学的安定性 | 極性材料であり、金属物質との化学結合を生じやすく、めっき層の結合力が強い。 | 非極性材料。濃硫酸や濃硝酸のような強酸で侵食されることがある; | 高い熱安定性と化学的安定性 |
ポリマーフィルムの欠点 | 分解性:PETはリチウム電池のマイナス側で劣化しやすい。 | 加工難易度が高く、プロセスウィンドウが小さい | コストがかかる:PIは高価で、当面は大量生産できない。 |
ポリマーフィルムコスト | 約0.75百万人民元/トン | 約0.79百万人民元/トンだが、生産設備の減価償却費はPETより高い。 | コストが高く、当面は量産できない |
ダイアフラム使用例 | シナリオ エネルギー貯蔵アプリケーション; 負極材料 | パワーセル | – |
03 複合銅箔調製プロセス #
複合銅箔はリチウム業界では新しい用途ですが、その本質は非金属フィルムを金属化/導電化することです。複合銅箔は、電磁波シールド材、ITOコーティング、銅クラッド板などの産業で広く使用されています。
複合銅箔の製造プロセスには、主に一段階法、二段階法、三段階法がある。現在業界で使われている複合銅箔の製造プロセスには、一段階法(化学蒸着、マグネトロンスパッタリング、蒸着)、二段階法(マグネトロンスパッタリング+水系メッキ)、三段階法(マグネトロンスパッタリング+蒸着+水系メッキ)があります。

Naxau複合銅箔と複合アルミ箔は、JVADワンステップ真空コーティングプロセスです。
04 ナクソー ワンステップJVAD真空コーティング #
マグネトロンスパッタリングや蒸着メッキを繰り返し、最終的に銅層を1~2μmに成膜することで、複合銅箔の一段階成膜が可能ですが、装置の価格が高く、反応速度が遅いため、マグネトロンスパッタリングや蒸着メッキによる複合銅箔の一段階成膜だけでは、装置の能力が極端に低下し、製造コストが高騰してしまいます。NanoShield JVADコーティング技術は、スパッタリングコーティングの高い接合力と蒸着メッキの高速成膜を組み合わせ、高密度金属膜の高速両面成膜が可能です。
他の多段階法に比べ、ナシ社のワンステップ・プロセスはコストが安く、しわができにくく、歩留まりが高い。さらに、ワンステップ・プロセスはより広いメタライゼーションを準備することができ、現在の最大幅は1650mmである。
- 高い膜厚均一性
真空環境では、粒子の軌道がより規則的になり、ワンステップ法によってポリマー0.65mmの超薄型基板上に高度に均一な成膜が可能になるため、均一な厚さの導電膜層が形成され、電池の充放電効率と安定性が向上する。 - 高純度・高密度
真空環境は不純物を大幅に低減する。さらに、JVADの高エネルギー蒸着技術は、高密度の金属膜を蒸着することができ、リチウム電池のエネルギー利用率をさらに高めることができる。 - フィルム基材へのダメージなし
穏やかなプロセス条件により、ポリマーが熱変形や劣化などの影響を受けない。金属膜が緻密なため、基板への電解液アタックが少ない
05 その他のコンポジット・コレクターの一般的な準備工程 #
一般的な従来の銅箔プロセス:カレンダー法、電解法。伝統的なアルミ箔プロセス:カレンダー法、蒸発法。