Utvecklingen av batteriteknologi är avgörande för att främja det moderna samhället och driva allt från bärbar elektronik till elfordon och stora energilagringssystem. Electric Conductive Film, en produkt som vi är specialiserade på som leverantör, spelar en allt viktigare roll i batteriapplikationer. I den här bloggen kommer vi att utforska de olika tillämpningarna av elektrisk ledande film i batterier och hur den bidrar till att förbättra batteriets prestanda.
1. Anod och katodströmskollektion
En av de primära tillämpningarna av elektrisk ledande film i batterier är som en aktuell samlare för både anoden och katoden. I ett batteri är den nuvarande samlaren ansvarig för att samla in och genomföra den elektriska strömmen som genererats under de elektrokemiska reaktionerna vid elektroderna.Elektrisk ledande filmerbjuder flera fördelar jämfört med traditionella nuvarande samlare som metallfolier.
För det första har den utmärkt elektrisk konduktivitet. De ledande materialen i filmen, såsom kolananorör eller ledande polymerer, kan ge en låg motståndsväg för elektroner. Denna låga motstånd minskar batteriets inre motstånd, vilket i sin tur leder till högre energieffektivitet. När det inre motståndet är lågt slösas mindre energi som värme under laddnings- och urladdningsprocesserna. Som ett resultat kan batteriet leverera mer av sin lagrade energi till den externa kretsen och förbättra den totala prestanda för den enhet den driver.
För det andra är elektrisk ledande film lätt. I applikationer där vikt är en kritisk faktor, såsom i bärbar elektronik och elektriska fordon, kan användningen av lätta strömsamlare avsevärt minska batteriets totala vikt. Ett lättare batteri innebär att mindre energi krävs för att flytta enheten, öka energin - till - viktförhållandet och potentiellt utvidga utbudet av elektriska fordon eller batteritiden för bärbara enheter.
För det tredje har det god flexibilitet. Detta gör att den kan överensstämma med olika former och storlekar på batterelektroder. I moderna batteridesign finns det en trend mot mer kompakta och anpassade batteriformer. Elektrisk ledande film kan enkelt skräddarsys för att passa dessa unika mönster, vilket möjliggör utveckling av mer innovativa batteritekturer.
2. Separatorbeläggning
Batteriseparatorer är väsentliga komponenter som förhindrar korta kretsar mellan anoden och katoden samtidigt som joner passerar. Att belägga separatorn med elektrisk ledande film kan förbättra batteriets prestanda på flera sätt.
Den ledande beläggningen kan förbättra separatorns jonkonduktivitet. Genom att tillhandahålla ytterligare ledande vägar för joner reducerar det jonmotståndet i batteriet. Detta leder till snabbare jontransport mellan anoden och katoden, vilket är särskilt viktigt för höga kraftapplikationer. I elektriska fordon krävs till exempel högkraftbatterier för att ge snabb acceleration och regenerativ bromsning. En separator belagd med elektrisk ledande film kan hjälpa till att möta dessa höga kraftkrav genom att underlätta snabb jonrörelse.
Dessutom kan den ledande beläggningen också förbättra separatorns mekaniska stabilitet. I vissa fall kan separatorn uppleva mekanisk stress under laddnings- och urladdningscyklerna för batteriet. Den elektriska ledande filmbeläggningen kan fungera som ett förstärkningsskikt, vilket förhindrar separatorn från att riva eller deformeras. Detta förbättrar batteriets långsiktiga tillförlitlighet och minskar risken för korta kretsar, vilket potentiellt kan leda till batterisvikt eller till och med säkerhetsrisker.
3. Solid - tillståndsbatterier
Fast - tillståndsbatterier betraktas som framtiden för batteriteknologi på grund av deras höga energitäthet, förbättrad säkerhet och lång cykellivslängd. Elektrisk ledande film har en viktig roll att spela i utvecklingen och prestandan hos fasta tillståndsbatterier.
I fasta tillståndsbatterier är elektrolyten ett fast material. En av utmaningarna i fast tillståndsbatteristeknik uppnår god kontakt mellan elektroderna och den fasta elektrolyten. Elektrisk ledande film kan användas som ett gränssnittsskikt mellan elektroderna och den fasta elektrolyten. Det kan förbättra den elektriska kontakten mellan dessa komponenter, vilket minskar kontaktmotståndet. Detta är avgörande för effektiv laddningsöverföring mellan elektroderna och elektrolyten, vilket är viktigt för korrekt drift av det fasta tillståndsbatteriet.
Dessutom kan elektrisk ledande film hjälpa till att stabilisera det fasta - elektrolytgränssnittet. Under laddnings- och urladdningscyklerna för batteriet kan gränssnittet mellan elektroderna och den fasta elektrolyten genomgå kemiska och strukturella förändringar. Dessa förändringar kan leda till bildning av resistiva skikt, vilket ökar batteriets inre motstånd och minskar dess prestanda. Den ledande filmen kan fungera som ett skyddande lager, förhindra bildandet av dessa resistiva lager och upprätthålla ett stabilt gränssnitt under batteriets livslängd.
4. Termisk hantering av batteri
Värmehantering är en kritisk aspekt av batteriets drift. Överdriven värme kan försämra batteriets prestanda, minska dess cykellivslängd och till och med utgöra säkerhetsrisker. Elektrisk ledande film kan användas i batteriets termiska hanteringssystem.
Filmens ledande natur gör det möjligt att fungera som ett värme - ledande lager. Det kan hjälpa till att sprida värme som genereras under laddnings- och urladdningsprocesserna mer effektivt. Genom att sprida värmen jämnt över batteriets yta minskar det temperaturgradienten i batteriet. En mer enhetlig temperaturfördelning hjälper till att förhindra heta ställen, vilket kan orsaka accelererad batteridedbrytning.
Dessutom kan elektrisk ledande film integreras med andra termiska hanteringskomponenter, såsom kylflänsar eller kylplattor. Dess flexibilitet och enkel integration gör det till ett lämpligt material för att skapa effektiva termiska hanteringslösningar. Till exempel kan det användas för att ansluta battericellerna till ett kylsystem, vilket säkerställer att värme överförs bort från cellerna snabbt och effektivt.
5. Sensorer i batterier
Batterier är komplexa system, och det är viktigt att övervaka deras hälsotillstånd, hälsotillstånd och andra parametrar i verklig tid. Elektrisk ledande film kan användas för att skapa sensorer i batteriet.
Ledande filmer kan utformas för att ändra sina elektriska egenskaper som svar på förändringar i batterimiljön. Till exempel kan de vara känsliga för temperatur, tryck eller koncentration av vissa kemiska arter i batteriet. Genom att övervaka dessa förändringar i elektriska egenskaper är det möjligt att få värdefull information om batteriets tillstånd.
Dessa sensorer kan integreras direkt i batteristrukturen, vilket ger en mer exakt och verklig tidsbedömning av batteriets tillstånd. Denna information kan användas för att optimera laddnings- och urladdningsprocesserna, förhindra överladdning eller över - och förbättra batteriets totala säkerhet och tillförlitlighet.
Slutsats
Som leverantör av elektrisk ledande film är vi glada över de många applikationer och potentiella fördelar med vår produkt inom batteribranschen. Från att förbättra den aktuella insamlingen och separatorprestanda till att förbättra termisk hantering och möjliggöra batterisavning spelar elektrisk ledande film en allt viktigare roll i utvecklingen av avancerad batteriteknik.
Om du är intresserad av att utforska användningen av elektrisk ledande film i dina batteriprodukter uppmuntrar vi dig att kontakta oss för en detaljerad diskussion. Vårt team av experter är redo att ge dig de bästa lösningarna som är anpassade efter dina specifika behov. Oavsett om du är batteritillverkare, en forskare eller en utvecklare av batteridrivna enheter ser vi fram emot att arbeta med dig för att driva framtiden för batteritekniken framåt.
Referenser
- Arora, P., & Zhang, Z. (2004). Batteriseparatorer. Chemical Reviews, 104 (10), 4419 - 4462.
- Goodenough, JB, & Kim, Y. (2010). Utmaningar för laddningsbara Li -batterier. Materialkemi, 22 (3), 587 - 603.
- Manthiram, A. (2017). Ett perspektiv på litiumbatterier för elektriska fordon. Journal of the Electrochemical Society, 164 (14), A3033 - A3044.