リチウムイオン電池の正極集電体として、炭素コーティングされたアルミ箔が好ましい選択肢となったのはなぜでしょうか？

カーボンコーティングされたアルミホイルは、なぜ光学用アルミホイルの代わりになるのでしょうか？

— 光学用アルミ箔の主な課題

1. 光学用アルミ箔と正極スラリーの相互作用は、PVDFバインダーによる限定的な接着にのみ依存している。長時間の高レート充放電サイクルでは、これが活物質粉末の剥離を引き起こし、容量劣化を加速させる。さらに、アルミ箔表面は電解液による腐食を受けやすく、導電性の低い酸化アルミニウム膜が形成されるため、バッテリー全体の性能が低下し、寿命が短くなる。
2. 箔表面に自然に形成される酸化アルミニウム層は絶縁体として働き、正極活物質との界面接触抵抗を大きく増加させる。これにより電池内部の抵抗が増大し、電子輸送効率がさらに低下し、電池性能に悪影響を及ぼす。

— 炭素コーティングされたアルミホイルの性能上の利点

1. 導電率. 炭素コーティングされたアルミニウム箔上の炭素コーティングは優れた導体であり、活性粒子とアルミニウムマトリックスの間に三次元の導電ネットワークを形成し、電子輸送障壁を大幅に低減します。その結果、この材料は界面接触抵抗を低減し、バッテリーのレート性能を向上させ、充放電分極を低減し、電圧安定性を改善します。特に厚い電極や高レート用途において顕著な利点を発揮します。
2. 接着.炭化アルミニウム箔でコーティングされた炭素層は、高い比表面積と豊富な官能基（-COOH、-OH）を有しており、PVDF中のフッ素原子とのより強い相互作用を可能にします。これにより、集電体のコーティングの実現可能性と密着性が向上し、乾燥、圧延、およびサイクル工程中の剥離リスクが大幅に低減されます。結果として、粉末の剥離を起こさずに高い圧延密度を実現でき、より厚い電極設計に対応し、粉末の剥離によって引き起こされる内部微小短絡のリスクを根本的に排除します。
3. P保護する 炭素コーティングは、以下の2つの側面で現れます。 第一に、正極材による腐食からバッテリー集電体を保護する物理的な絶縁性。第二に、バッテリーの電圧範囲内における炭素材料自体の電気化学的不活性性。これらは、高電流・高電圧条件下でのバッテリーのサイクル寿命と保管性能に直接影響を与えるとともに、腐食によるガス発生に伴うセル膨張を低減します。
4. サイクル性能とレート性能. 炭素コーティングされたアルミ箔は、接触抵抗を高めて腐食を抑制し、従来のアルミ箔に比べて優れた接着性を示し、周期的かつ高負荷な運転条件下でも長期的な信頼性と安定性を発揮します。

 

炭素コーティングされたアルミ箔の用途例は何ですか？

電源バッテリー （自動車およびエネルギー貯蔵システム向け）高エネルギー密度と長寿命の要件を満たす。

 

単3電池3本 （スマートフォンやノートパソコン向けに）高速充電／放電能力を強化し、急速充電技術をサポートする。

 

他の 電子アプリケーション炭素コーティングされたアルミ箔は、その優れたバリア特性と電気伝導性により、高周波電子機器やセンサーにも適しています。

EV

ESS

3C

QYRの予測によると、導電性カーボンコーティングアルミ箔の世界市場規模は、2025年から2031年にかけて年平均成長率15.23%で成長し、2031年には25億6600万ドルに達する見込みです。

全体として、カーボンコーティングされたアルミ箔の数々の優れた特性により、バッテリー製品の競争力を高めるための重要な構成要素となっています。継続的な技術進歩と高まる市場需要により、この材料は将来さらに大きな役割を果たすことが期待されています。現在、BioPinは、以下のような主要な新エネルギーバッテリーおよび車両メーカーと提携関係を築いています。 Gotion、AVIC、REPT、GREAT POWER、AMPRIUS カーボンコーティングされたアルミ箔を大量供給いたします。次世代バッテリー製品向けの高信頼性集電ソリューションをお探しの場合は、カーボンコーティングされたアルミ箔のサンプルと技術仕様書を入手するために、ぜひ当社までお問い合わせください。性能向上に向けた取り組みを共に検討しましょう。