Toray sviluppa una pellicola di resina per i collettori di corrente anodici al fine di ridurre il peso delle batterie

Toray Industries ha sviluppato un substrato in film di resina per i collettori di corrente degli anodi nelle batterie al litio-ione, che afferma essere il primo ad soddisfare contemporaneamente tutti e quattro i requisiti materiali fondamentali: resistenza all’ossidazione e alla riduzione, adesione al strato metallico, resistenza meccanica e stabilità termica. Toray sostiene che questo film permetta ai produttori di batterie di sostituire la lamina di rame tradizionalmente utilizzata per gli anodi con un collettore di corrente in film più leggero, costituito da un film di resina ricoperto da uno strato sottile di rame.

Un collettore di corrente realizzato con questo nuovo film è dal 50% al 60% più leggero rispetto a un collettore tradizionale in lamina di rame, il che, secondo Toray, dovrebbe ridurre del circa 10% il peso della cella batteria.

Confronto tra collettori di corrente in foglia e pellicola di rame per applicazioni su anodo

Toray ha realizzato il nuovo substrato utilizzando la propria tecnologia di leghe polimeriche, combinando due o più polimeri per ottenere proprietà che una singola resina non può fornire. Si afferma che la pellicola sia resistente alla riduzione, si attacchi saldamente allo strato di rame, abbia una resistenza meccanica paragonabile a quella della carta stagnola di rame e presenti un basso restringimento termico. Toray sostiene che le celle batteriche che la utilizzano abbiano prestazioni paragonabili a quelle dei collettori di corrente tradizionali in carta stagnola di rame.

Valutazione di Toray sulla conservazione della capacità durante i test di ciclizzazione delle batterie

(utilizzando una cella a strato singolo con capacità batterica di 30 milliampere-orari)

Poiché il collettore di corrente è costituito da massa inattiva, ridurne il peso aumenta l’energia specifica della cella; secondo Toray ciò può prolungare i tempi di funzionamento dei dispositivi mobili nonché l’autonomia dei droni e dei veicoli. Toray stima che, se i risparmi di peso vengano utilizzati per aumentare la quantità di materiale attivo nei catodi e negli anodi e nell’elettrolita, mantenendo costante il rapporto tra capacità negativa e positiva, la pellicola possa aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici fino al 10%.

Toray ha prodotto una versione standard di questa pellicola spessa 4,5 micron utilizzando attrezzature per la produzione di massa e ha iniziato a inviare campioni ai clienti. L’azienda sta lavorando per rendere la pellicola più sottile. Intende commercializzarla in batterie di piccole e medie dimensioni per dispositivi mobili, droni e aerei eVTOL, studiandone inoltre l’uso in batterie più grandi per veicoli elettrici e sistemi di accumulo energetico.