东丽研发出用于阳极集流体的树脂膜,以减轻电池重量

东丽工业公司开发出一种用于锂离子电池阳极集流体的树脂膜基材,该公司称这是首款同时满足四大关键材料要求的产品:抗氧化与还原性能、对金属层的附着力、机械强度以及热稳定性。东丽表示,这种薄膜能让电池制造商用更轻的膜状集流体替代传统上使用的铜箔,即涂有薄层铜膜的树脂膜。
采用这种新薄膜制成的集流体比传统的铜箔集流体轻50%至60%,东丽称这可使电池单体的重量减少约10%。
阳极集流体负责从电池的阳极引出电流。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜目前已被用作阴极侧的树脂基底,但在阳极强烈的还原环境中会发生降解,这一因素使得树脂基底无法用于阳极集流体。

阳极应用中铜箔与薄膜集流体的对比
东丽利用其聚合物合金技术制造了这种新型基材,通过混合两种或多种聚合物来获得单一树脂无法实现的性能。该材料具有抗还原性,能与铜层牢固结合,机械强度与铜箔相当,且热收缩率较低。东丽表示,使用该材料的电池电芯性能与传统铜箔集流体相当。

东丽对电池循环测试中容量保持率的评估
(采用单层叠层电芯,电池容量为30毫安时)
由于集流体属于非活性物质,减轻其重量可以提高电池的比能量。东丽表示,这能够延长移动设备的续航时间,并提升无人机和车辆的行驶距离。东丽估计,如果将节省下来的重量用于增加正极、负极活性材料以及电解质的用量,在保持正负极容量比不变的情况下,该薄膜可使电动车的续航里程提升多达10%。
东丽已利用大规模生产设备制造出厚度为4.5微米的标准等级薄膜,并开始向客户寄送样品。该公司正在努力进一步降低薄膜的厚度。其计划将该薄膜应用于移动设备、无人机以及电动垂直起降飞行器中的中小型电池,并正在研究其在电动汽车和储能系统的大型电池中的应用前景。
来源: Charged EVs