قرص الكاثود المصنوع من السيليكون والكربون ذو جانب واحد المغطى

وصف قرص كاثود القطب الكهربي المغلف أحادي الجانب من كربون السيليكون

قرص كاثود القطب الكهربي المغلف من جانب واحد من كربون السيليكون هو مادة قطب كهربائي متطورة مصممة لتلبية متطلبات كثافة الطاقة العالية لبطاريات الليثيوم أيون من الجيل التالي. وهو يتكون من ركيزة موصلة، مثل النحاس أو الألومنيوم، مغلفة من جانب واحد بمركب مصمم بعناية من السيليكون والكربون. ويوفر مكون السيليكون سعة محددة نظرية عالية، مما يعزز بشكل كبير من قدرة القطب الكهربائي على تخزين الطاقة. ومع ذلك، نظرًا لميل السيليكون الطبيعي إلى التمدد والانكماش أثناء دورات الشحن/التفريغ، يتم دمجه مع الكربون، الذي يعمل على تخفيف التغيرات في الحجم وتعزيز الاستقرار الهيكلي العام.

تعمل مصفوفة الكربون أيضًا على تحسين التوصيل الكهربائي، مما يساعد في الحفاظ على كفاءة نقل الشحنة وتقليل المقاومة الداخلية. ويُعد تصميم الطلاء أحادي الجانب هذا مفيدًا بشكل خاص في بنيات الخلايا ذات الطبقات، حيث يكون توزيع المواد المتحكم فيه واتصال الواجهة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أداء متسق. يضمن عامل الشكل القرص التوافق مع طرق تجميع البطاريات المختلفة وغالبًا ما يستخدم في الأبحاث أو النماذج الأولية أو أنظمة تخزين الطاقة المتخصصة.

ويُعد هذا القطب الكهربائي مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب سعة عالية وحجمًا صغيرًا وعمرًا طويلًا للدورة، مثل السيارات الكهربائية والطائرات بدون طيار والإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة المحمولة ذات الكثافة العالية للطاقة. تدعم خصائص أدائه المحسّنة الشحن السريع، والعمر التشغيلي الطويل، والسلوك الكهروكيميائي المستقر في ظل ظروف الاستخدام الصعبة.

تطبيقات أقراص الكاثود الكهربائي المغلفة من جانب واحد من الكربون السيليكوني

1. بطاريات الليثيوم أيون: تُستخدم كمادة أنود عالية السعة (على الرغم من تسمية "الكاثود"، يتم استخدام كربون السيليكون عادةً على جانب الأنود) في خلايا الليثيوم أيون المتقدمة لتعزيز كثافة الطاقة.

2. السيارات الكهربائية (EVs): يدعم مدى القيادة الممتد والشحن السريع في حزم بطاريات السيارات الكهربائية نظرًا لقدرته النوعية العالية وثباته في التدوير.

3. الإلكترونيات الاستهلاكية: مثالية للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية التي تتطلب بطاريات مدمجة وخفيفة الوزن ذات عمر طويل وطاقة عالية.

4. الطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار: توفر نسبة عالية من الطاقة إلى الوزن والمتانة للأنظمة الجوية حيث تكون الكفاءة والقدرة على التحمل أمرًا بالغ الأهمية.

5. أنظمة تخزين الطاقة (ESS): تحسّن الأداء في تخزين الطاقة على مستوى الشبكة أو تخزين الطاقة الاحتياطية حيث تكون هناك حاجة إلى دورة حياة وموثوقية عالية.

6. الأجهزة القابلة للارتداء: مناسبة للبطاريات الصغيرة عالية الأداء في الأجهزة القابلة للارتداء بسبب عامل الشكل الرفيع والسلوك الكهروكيميائي المستقر.

7. البحث والتطوير للبطاريات والنماذج الأولية: يستخدم بشكل متكرر في الأبحاث الأكاديمية والتجارية لاختبار تركيبات وبنى بطاريات الليثيوم أيون من الجيل التالي.

تغليف أقراص الكاثود الكهربائي المغلفة من جانب واحد من كربون السيليكون

يتم تغليف منتجاتنا في علب كرتونية مخصصة بأحجام مختلفة بناءً على أبعاد المواد. تعبأ المواد الصغيرة بإحكام في صناديق PP، بينما توضع المواد الأكبر حجماً في صناديق خشبية مخصصة. نضمن الالتزام الصارم بتخصيص التغليف واستخدام مواد توسيد مناسبة لتوفير الحماية المثلى أثناء النقل.

التغليف: كرتون أو صندوق خشبي أو حسب الطلب.

يرجى مراجعة تفاصيل التغليف المقدمة للرجوع إليها.

عملية التصنيع

1. طريقة الاختبار

(1) تحليل التركيب الكيميائي - يتم التحقق منه باستخدام تقنيات مثل GDMS أو XRF لضمان الامتثال لمتطلبات النقاء.

(2) اختبار الخواص الميكانيكية - يشمل اختبارات قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة لتقييم أداء المواد.

(3) فحص الأبعاد - يقيس السماكة والعرض والطول لضمان الالتزام بالتفاوتات المحددة.

(4) فحص جودة السطح - التحقق من وجود عيوب مثل الخدوش أو الشقوق أو الشوائب من خلال الفحص البصري والفحص بالموجات فوق الصوتية.

(5) اختبار الصلابة - يحدد صلابة المواد لتأكيد التوحيد والموثوقية الميكانيكية.

يرجى الرجوع إلى إجراءات اختبار SAM للحصول على معلومات مفصلة.

الأسئلة الشائعة حول قرص القطب الكاثود أحادي الجانب المطلي بكربون السليكون

Q1. ما هي مزايا استخدام مواد السيليكون والكربون؟

إنها توفر سعة أعلى بكثير من أنودات الجرافيت التقليدية، وعمر دورة محسن، وكفاءة شحن/تفريغ أفضل بسبب مصفوفة الكربون التي تخزن تمدد حجم السيليكون.

Q2. لماذا يكون الطلاء على جانب واحد فقط؟

يسمح الطلاء أحادي الجانب بتحكم أفضل في توزيع المواد النشطة ويفضل في تصميمات معينة للبطاريات لتحسين الطبقات وتقليل إجهاد المواد.

Q3. ما هي التطبيقات النموذجية؟

يُستخدم قرص القطب الكهربائي هذا في بطاريات الليثيوم أيون عالية الأداء للمركبات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية والطائرات بدون طيار والأجهزة القابلة للارتداء وأنظمة تخزين الطاقة.

معلومات ذات صلة

1- طرق التحضير الشائعة

يبدأ تحضير قرص الكاثود الكهربائي المطلي بالكربون السليكوني أحادي الجانب باختيار ركيزة معدنية نظيفة وموصلة من النحاس أو رقائق الألومنيوم، اعتماداً على كيمياء البطارية المقصودة. تتم صياغة ملاط من السيليكون والكربون عن طريق خلط جسيمات السيليكون النانوية وإضافات الكربون الموصلة (مثل أسود الكربون أو الجرافين) والمواد الرابطة مثل فلوريد البولي فينيل الدين (PVDF) ومذيب مثل N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). تتم مجانسة هذا الملاط باستخدام الطحن الكروي أو الخلط عالي القص لضمان تشتت موحد لجميع المكونات. يتم بعد ذلك طلاء الخليط الناتج على جانب واحد من الرقاقة المعدنية باستخدام تقنيات مثل شفرة الطبيب أو الطلاء بالفتحة القالبية أو الطلاء من لفة إلى لفة. بعد الطلاء، يمر القطب الكهربائي من خلال فرن تجفيف لتبخير المذيب ومعالجة المادة الرابطة جزئيًا. يمكن استخدام التقويم الحراري لضغط الطبقة النشطة وتقليل المسامية وتحسين الالتصاق وكثافة القطب الكهربائي. وأخيرًا، يتم تقطيع الرقاقة المغلفة إلى أشكال أقراص دائرية وقد تخضع للتجفيف بالتفريغ والوزن قبل تجميعها في خلايا أو استخدامها في الاختبارات الكهروكيميائية. وطوال العملية، تتم مراقبة السماكة وتوحيد الطلاء وجودة السطح بعناية لضمان اتساق الأداء الكهروكيميائي والثبات الميكانيكي.