Perché il foglio per batteria è il prodotto in foglio più esigente
A giudicare dai consueti indicatori del foglio di alluminio, il foglio di alluminio per batterie si colloca in cima alla scala della qualità. Il foglio collettore di corrente per le celle agli ioni di litio- si comporta meno come un imballaggio che come un componente funzionale: trasporta il rivestimento dell'elettrodo, conduce corrente e deve sopravvivere al taglio, al rivestimento, all'essiccazione, alla calandratura e all'avvolgimento senza una sola rottura della striscia. Questo è il motivo per cui il foglio per celle di accumulo di potenza ed energia-è effettivamente specificato come un prodotto-senza difetti.
I requisiti si raggruppano in blocchi distinti: qualità della superficie, qualità della forma, densità dell'area e qualità dei bordi, controllo del foro stenopeico e proprietà meccaniche. Ogni blocco ha il proprio metodo di misurazione e nessuno di essi può essere scambiato con un altro.
Qualità della superficie: tensione di bagnatura e pulizia
La tensione di bagnatura superficiale è la forza che agisce tra parti adiacenti della superficie del liquido per unità di lunghezza, comunemente chiamata valore dyne e conosciuta più precisamente come coefficiente di tensione superficiale. È uno degli indicatori tecnici più importanti sul foglio della batteria perché regola l'adesione all'impasto liquido degli elettrodi e, soprattutto, la solidità del rivestimento del foglio rivestito di carbonio-.
Bersaglio:almeno 30 din/cm sulla superficie piana e 33 din/cm o più laddove il rivestimento in carbonio richiede un legame più forte.
Causa dei valori bassi:olio di laminazione residuo. L'aumento del valore si ottiene controllando il velo d'olio nella laminazione e, dove necessario, mediante un trattamento corona o una fase di cottura.
Pulizia:nessuna linea d'olio nera, macchie di grasso, striature, segni di rotolamento o strisce di colore, perché ognuno di questi disturba il peso del rivestimento e il risultato della calandratura a valle.
Metodo di prova:la tensione di bagnatura viene misurata con soluzioni dyne seguendo la procedura di tensione di bagnatura ASTM D2578, applicata al foil con la stessa cura usata sulle pellicole.
Qualità della forma, planarità e condizioni dei bordi
La planarità è giudicata da due valori. Online, il sistema di controllo automatico della forma sul laminatoio riporta un valore di unità I- che dovrebbe rimanere all'interno di più o meno 8 I. Offline, un test di tensione misura l'abbassamento del nastro su una lunghezza specifica e la maggior parte dei produttori di celle chiede che l'abbassamento rimanga entro 8 mm. Una bobina piatta si avvolge in modo uniforme, mentre una bobina ondulata crea picchi di tensione locali che successivamente appaiono come strisce di rivestimento o grinze sui bordi.
La densità areale esprime la distribuzione uniforme della massa su tutta la larghezza. La fascia di tolleranza è stretta e il profilo dello spessore è deliberatamente sbilanciato verso un lato di tale fascia in modo che l'avvolgimento o l'impilamento non distorcano la forma della cella. La qualità dei bordi è altrettanto critica: bave e crepe frastagliate sulla faccia dell'estremità della bobina provocano la rottura della striscia durante la laminazione post-del rivestimento e possono perforare il separatore, quindi entrambe sono strettamente limitate.
Controllo stenopeico su calibri sottili
La lamina cellulare si è spostata dalla precedente banda da 15 a 20 micrometri all'attuale banda da 10 a 13 micrometri in un breve periodo. Una lamina più sottile rende i fori stenopeici più consequenziali: un foro stenopeico fa sì che l'espansione polare si strappi durante il rotolamento, e i fori stenopeici nel margine non rivestito dell'elettrodo hanno l'effetto maggiore. I produttori di batterie non hanno allentato i limiti stenopeici quando gli indicatori sono scesi; i limiti sia sul titolo che sul diametro si sono invece inaspriti. Poiché il numero e la dimensione dei fori stenopeici dipendono dalla qualità della fusione, dalla filtrazione e dalla pulizia della laminazione, i limiti attuali sono già al limite di ciò che i percorsi di laminazione a caldo e di laminazione a colata possono controllare.
Proprietà meccaniche e ispezione in entrata
Oltre all'assottigliamento, la direzione dello sviluppo è una maggiore resistenza combinata con un maggiore allungamento. Entrambi sono necessari per sopravvivere alla calandratura con crescente compattazione e densità energetica. Sul mercato sono comuni prodotti con resistenza alla trazione superiore a 190 MPa con allungamento superiore al 2,5%, mentre raggiungere oltre 230 MPa insieme ad un allungamento elevato rimane difficile per la maggior parte dei percorsi ondulati. I valori di trazione e allungamento sono verificati secondo il metodo di prova di trazione metallica GB/T 228.1, campionato dal corpo della bobina anziché dal bordo tagliato.
| Elemento di ispezione | Metodo | Obiettivo tipico |
|---|---|---|
| Tensione bagnante | Soluzioni Dyne conformi a ASTM D2578 | 30 din/cm minimo, 33 din/cm per rivestimento in carbonio |
| Pulizia della superficie | Ispezione visiva a tutta larghezza | Nessuna linea d'olio, macchia o segno di rotolamento |
| Planarità | Controllo della forma in linea | Entro 8 I |
| Abbassamento | Test di tensione offline | massimo 8 mm |
| Profilo di spessore | Scansione della densità areale | Tolleranza interna, pregiudizio-unilaterale |
| Condizione del bordo | Ispezione della faccia finale | Bave e crepe frastagliate limitate |
| Fori di spillo | Tavolo luminoso, a tutta larghezza | Conteggio e diametro entro i limiti del cliente |
| Resistenza alla trazione | GB/T 228,1 | Superiore a 190 MPa tipico |
| Allungamento | GB/T 228,1 | Superiore al 2,5% tipico |
Domande frequenti
D: Perché il valore dyne è così importante sulla pellicola della batteria?
Il valore dyne descrive quanto bene la superficie accetta l'impasto liquido dell'elettrodo. Un valore basso produce un legame debole tra la lamina e il rivestimento o aree di rivestimento mancanti, quindi la lamina viene scartata prima ancora che venga avviata la linea di verniciatura.
D: Come si può correggere una bassa tensione di bagnatura?
Innanzitutto riducendo l'olio residuo attraverso la pratica di laminazione e la pulizia dei rulli. Laddove il requisito è maggiore, viene utilizzato il trattamento corona o una fase di cottura per aumentare l'energia superficiale fino alla banda target.
D: Cosa significa la cifra di planarità di 8 I?
L'unità I- è la misura della planarità della striscia lungo la larghezza effettuata dal sistema di controllo della forma. Mantenere il valore entro più o meno 8 I previene l'ondulazione che provoca strisce e grinze del rivestimento durante l'avvolgimento.
D: I requisiti stenopeici verranno allentati man mano che la pellicola diventerà più sottile?
No. I calibri sottili rendono i fori stenopeici più dannosi, quindi i limiti di conteggio e diametro sono stati inaspriti anziché allentati, e i limiti attuali sono vicini alla capacità di controllo pratico del processo di laminazione.
D: Perché un allungamento maggiore è importante quanto una resistenza maggiore?
Un foglio resistente che non può allungarsi si romperà durante la calandratura ad alta compattazione. La forza sostiene il carico, l'allungamento assorbe la deformazione e le due cose devono svilupparsi insieme.
D: Come dovrebbe essere campionato il foglio in entrata per le prove di trazione?
I campioni vengono prelevati dal corpo della bobina anziché dal bordo tagliato, poiché il materiale del bordo non è rappresentativo e i risultati vengono riportati rispetto al metodo di prova GB/T 228.1.
