防食コーティングとは何ですか?{0}

電池プログラム用の集電箔の調達に 6 年を費やしました。お客様からカーボンコーティングとは何なのか説明を求められたことは一度もありませんでした。彼らは知っているか、気にしていないかのどちらかです。したがって、これは Google からここにたどり着き、実際に内容を理解したい人向けです。

カーボンコーティングされたアルミ箔。それがその製品です。あなたが見ているのは、両面に薄いカーボン層が付いた、おそらく 12 または 13 ミクロンの裸のアルミニウム箔です。コーティングにより、片面あたりさらに 1 ～ 2 ミクロンが追加されます。カーボンは導電性を持っています。その目的は、セルの製造中にカソードのスラリーからアルミニウムを保護し、セルの動作中に電解質からアルミニウムを保護することです。

リチウムイオン電池でアルミニウムが腐食する理由は複雑ではありません。{0} LFP スラリーは pH 11 以上で動作します。 NMP- ベースの NCM スラリーは攻撃性は低くなりますが、時間の経過とともに地金に優しくありません。実際の損傷は、活物質と箔の間の界面で発生します。そこからピット作業が始まります。ピッチングは剥離となります。層間剥離は容量の低下につながり、最終的には現場での故障につながります。カーボンコーティングは安い保険です。

銅について触れておかなければなりません。陽極側には銅箔を使用しています。銅にはさまざまな問題があります。アルミニウムのように穴が開くことはありません。故障モードは高電圧での溶解です。-BMS が故障してセルが過充電されると、銅イオンが移動して、本来あるべきではない場所に到達してしまいます。コーティングされた銅が存在します。生産現場ではあまり一般的ではありません。シリコンアノード担当者は、シリコンがサイクリング中にフォイル表面から激しく叩き出されるためにこれを使用します。他の人はほとんど裸の銅線を使用しており、それで終わりです。

鎮江市の定盛では、おそらく世界中の細胞に使用されるコーティングされたアルミニウム箔の半分を製造している。私は彼らの正確な割合を知りませんし、数字をでっち上げるつもりもありません。大きいですね。万順も中国の主要プレーヤーだ。これら 2 社とおそらく 3 ～ 4 社の小規模企業の間で、中国はこの材料のほとんどを世界中に出荷しています。中国からの価格は、グレードと交渉の強さに応じて、おそらく日本の価格より 15 ～ 20% 低くなります。

日本のサプライヤーはまだ存在します。トーヤルは、現在のほとんどのバッテリー技術者が生まれる前からこれを行ってきました。 UACJもいくつかやってます。品質は安定しており、納期は長く、価格は高くなります。日本のセルメーカーが日本製の箔を買う。顧客が特定のサプライチェーン要件を持っていない限り、他の人はほとんど中国製を購入します。

韓国は賛否両論ある。イルジンでは銅箔の作成とコーティングを行っております。アルミニウムは韓国のセルメーカーが輸入している。同じ自動車メーカーの異なる車両プラットフォームで、Samsung SDI プログラムが日本製フォイルを指定し、LG プログラムが中国フォイルを指定しているのを見てきました。そのレベルでの調達の決定には、材料の性能をはるかに超えた要素が関係します。

アメリカでの生産は-、国内の選択肢が増えれば恩恵を受ける立場として私は言いますが、-まだそのような状況にはありません。数人の有料コーターがあなたの裸のフォイルをラインに通します。自動車規模での統合生産は行われていない。 IRAの資金が流れている。アナウンスが行われています。実際の立ち上げは別の話です。-現在、北米のプログラムに認定されたリチウムイオン電池フォイルのサプライヤーが必要な場合、依然として海の向こう側を探す必要があります。-

コーティング自体はロケット科学ではありません。カーボンブラック、PVDFバインダー、NMP溶剤。混ぜて、塗って、乾燥させて、スリットします。サプライヤーの好みとターゲットの導電率に応じて、ファーネス ブラックまたはアセチレン ブラック。一部のプレミアムグレードにはグラフェンまたはカーボンナノチューブが組み込まれています。マーケティングはそれを好みます。標準的な EV セルでは、現実世界のパフォーマンスの差はわずかです。おそらく、4C または 5C レートのアプリケーションでは重要です。平均的な 1C 乗用車パックでは気付かないでしょう。

配合よりも重要なのはプロセス管理です。ほとんどの場合、グラビア コーティングが行われます。彫刻されたロールがスラリーを拾い上げ、その下を移動するフォイルウェブに移します。単純そうに聞こえます。毎分 40 メートルの速度で 1200 mm のウェブ全体にわたってコーティング重量を仕様内に維持することは簡単ではありません。グラビアロール着用。スラリーの粘度はバッチ全体で変化します。温度変化は転写に影響します。リチウムイオン電池材料の販売代理店は、同じサプライヤー、同じ SKU からの 2 つのロットを提示できます。一方のロットには、もう一方の 2 倍の厚さのバリエーションがあります。

Web の処理はそれ自体が頭の痛い問題です。アルミホイルはこれだけ薄く破れます。ウェブの破損はダウンタイム、スクラップ、歩留まりの損失を意味します。何年もこれをやっている人たちは、自分の緊張プロファイルを調整しています。新規参入者は高価な教訓を学びます。名前は明かしませんが、ある中国のサプライヤーは、ウェブの破損を防ぐことができず、新しいコーティング ラインを稼働させようとして 3 か月の生産を失いました。

仕様シートでは、コーティング重量 (gsm)、表面抵抗率 (ミリオーム/平方)、クロスハッチ テストによる接着強度が求められます。これらの番号は資格認定を目的として存在します。 -日々-セルメーカーが実際に気にしているのは、ロット間の一貫性です。あるロットの抵抗が 15 ミリオームで、次のロットでは 25 ミリオームである場合、それは完成したパックのセル間のばらつきとして現れます。--自動車 OEM はバリエーションを嫌います。同社のリチウムイオン電池 OEM パートナーはバリエーションの説明を嫌います。-誰もが最終的にはそれを遡ります。

私は、生産セルに組み込まれた単一の不良ロットを理由に、プログラムが箔のサプライヤーを削除するのを見てきました。このビジネスでは人間関係が重要です。資格取得には何か月もかかります。誰も資格を再取得したくありません。したがって、一貫した資材を提供するサプライヤーはビジネスを維持できます。黙って交代しないサプライヤー。

最終的には固体状態が登場します。-硫化物電解質は、カーボンコーティングが設計されていなかった新しい化学反応をもたらします。酸化物およびポリマー電解質はそれほど問題はありません。固体セルは-実際に生産中、または生産に近い状態にありますが、-従来のコーティングで問題なく機能する化学薬品を使用しているセルは多くありません。-硫化物-ベースの電池が生産量に達した場合、集電体保護には別の解決策が必要になります。 ALDアルミナかな。フッ素ポリマーバリア。セル自体がスケーリングされていないため、まだ誰も何もスケーリングしていません。

今のところ、カーボンコーティングされたフォイルは 20 年間そのままです。つまらない。必要。調達担当者がコスト削減を試み、エンジニアリング担当者が何か問題が発生するまで考えないようにする BOM 上の品目。

米国の 5 つのリチウムイオン電池部品販売業者であれば、おそらく 1 週間以内にサンプルを入手できるでしょう。- 50 GWh プログラムへの割り当てを保証できる業者を見つけるのはさらに困難です。これがこの分野における本当のサプライチェーンの制約です。テクノロジーではありません。容量のコミットメント。