Στις μπαταρίες λιθίου, αλουμινόχαρτο χρησιμοποιείται για το θετικό ηλεκτρόδιο και χάλκινο φύλλο για το αρνητικό ηλεκτρόδιο, κυρίως λόγω των φυσικών και χημικών τους ιδιοτήτων. Για να διασφαλιστεί η σταθερότητα της μπαταρίας, η καθαρότητα του αλουμινόχαρτου και του χάλκινου φύλλου πρέπει να είναι πάνω από 98%. Λοιπόν, γιατί πρέπει να χρησιμοποιούμε αλουμινόχαρτο για το θετικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας;
Ποιες είναι οι απαιτήσεις απόδοσης των κατασκευαστών για το φύλλο μπαταρίας;
Οι κατασκευαστές μπαταριών ελπίζουν όλοι ότι η μπαταρία έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μειώνει το βάρος της και παρατείνει τη διάρκεια ζωής της. Επομένως, συνήθως έχουν τις ακόλουθες απαιτήσεις απόδοσης για τις μπαταρίες:
| Όνομα Απαιτήσεων | Λεπτομέρειες |
| Πάχος | Το λεπτότερο πάχος του φύλλου μπαταρίας έχει φτάσει τα 8 μικρά, και η απόκλιση του πάχους πρέπει να είναι μικρή, γενικά εντός ±4%, και ορισμένοι κατασκευαστές μπαταριών απαιτούν εντός ±2%. |
| Ποσότητα Επιφάνειας | Η επιφάνεια δεν επιτρέπεται να έχει λακκούβες με διάμετρο >1 mm, οι λακκούβες 0,5-1 mm πρέπει να είναι λιγότερες από 3 m², και η σκοτεινή επιφάνεια δεν πρέπει να έχει κυρτά σημεία ή φωτεινά σημεία. |
| Τάση διαβροχής επιφάνειας | Γενικά, οι χρήστες απαιτούν η τάση διαβροχής επιφάνειας να είναι μεταξύ 30-32dyn, αλλά ορισμένα ευαίσθητα υλικά απαιτούν υψηλότερες τιμές dyne. |
| Ποιότητα κοπής άκρων | Η ποιότητα της κοπής των άκρων πρέπει να είναι υψηλή, χωρίς ρωγμές και γρέζια. |
| Μηχανικές ιδιότητες | Ενώ μειώνεται το πάχος, η αντοχή σε εφελκυσμό πρέπει να αυξάνεται ταυτόχρονα. Διαφορετικά, η αντοχή στη φθορά δεν θα πληροί τις απαιτήσεις. Το όριο της βιομηχανικής καθαρής σκλήρυνσης αλουμινίου είναι 310 N/mm², και η αντοχή σε εφελκυσμό των τρεχόντων φύλλων μπαταρίας είναι κυρίως μεταξύ 190 και 280 N/mm². |
Εν ολίγοις, οι κατασκευαστές μπαταριών προτιμούν να επιλέγουν υλικά με ισχυρή αγωγιμότητα και χαμηλό κόστος. Μεταξύ των κοινών μετάλλων, ο χαλκός και το αλουμίνιο πληρούν αυτές τις δύο απαιτήσεις, αλλά ο χαλκός είναι πιο ακριβός από το αλουμίνιο, οπότε ο χαλκός δεν χρησιμοποιείται όταν μπορεί να χρησιμοποιηθεί αλουμίνιο. Αυτό συμβαίνει επειδή το χάλκινο φύλλο οξειδώνεται εύκολα κάτω από το θετικό ηλεκτρόδιο και το οξείδιο του χαλκού δεν είναι αγώγιμο. Επομένως, μόνο το αλουμινόχαρτο μπαταρίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το θετικό ηλεκτρόδιο.
Γιατί να επιλέξετε αλουμινόχαρτο για μπαταρία;
Το αλουμινόχαρτο έχει καλή αγωγιμότητα και είναι μαλακό και φθηνό. Για τη διαδικασία περιέλιξης των μπαταριών λιθίου, το υλικό πρέπει να έχει έναν ορισμένο βαθμό απαλότητας για να διασφαλιστεί ότι το κομμάτι του πόλου δεν σπάει κατά την περιέλιξη. Το αλουμινόχαρτο τυχαίνει να είναι ένα σχετικά μαλακό μέταλλο και είναι σχετικά φθηνό και έχει άφθονους πόρους.
Το αλουμινόχαρτο είναι σχετικά σταθερό στον αέρα. Το αλουμίνιο αντιδρά εύκολα στον αέρα, σχηματίζοντας μια μεμβράνη οξειδίου στην επιφάνεια του αλουμινόχαρτου για να αποτρέψει περαιτέρω αντίδραση του αλουμινίου, και αυτή η μεμβράνη οξειδίου προστατεύει επίσης το αλουμίνιο στον ηλεκτρολύτη. Ο χαλκός είναι σχετικά σταθερός στον αέρα και βασικά δεν αντιδρά στον ξηρό αέρα.
Τα θετικά και αρνητικά δυναμικά των μπαταριών λιθίου καθορίζουν ότι το θετικό ηλεκτρόδιο χρησιμοποιεί αλουμινόχαρτο και το αρνητικό ηλεκτρόδιο χρησιμοποιεί χάλκινο φύλλο. Το θετικό ηλεκτρόδιο έχει υψηλό δυναμικό, ενώ το δυναμικό οξείδωσης του αλουμινίου είναι υψηλό. Επιπλέον, η επιφάνεια του αλουμινόχαρτου έχει μια πυκνή μεμβράνη οξειδίου, η οποία έχει επίσης καλή προστατευτική δράση στο εσωτερικό αλουμίνιο.
Τρέχουσα κατάσταση της αγοράς μπαταριών λιθίου
Τα τελευταία χρόνια, η αγορά μπαταριών λιθίου έχει αναπτυχθεί ραγδαία. Το θετικό ηλεκτρόδιο αλουμινόχαρτου έχει μειωθεί από 16 μικρά σε 12 μικρά. Τώρα πολλοί κατασκευαστές μπαταριών έχουν χρησιμοποιήσει αλουμινόχαρτο 10 μικρών, και ακόμη και 8 μικρών. Δεδομένου ότι οι μπαταρίες λιθίου έχουν υψηλές απαιτήσεις για την καθαρότητα του αλουμινόχαρτου και του χάλκινου φύλλου, η πυκνότητα του υλικού των δύο είναι βασικά στο ίδιο επίπεδο. Καθώς το πάχος μειώνεται, το βάρος της μπαταρίας γίνεται επίσης όλο και μικρότερο.
Εκτός από το πάχος, οι μπαταρίες λιθίου έχουν επίσης απαιτήσεις για την ποιότητα της επιφάνειας του αλουμινόχαρτου, απαιτώντας την ποιότητα και των δύο πλευρών του αλουμινόχαρτου να είναι παρόμοια και την επίστρωση να είναι συμμετρική.