Toray opracowuje folię z żywicy do kolektorów prądu anodowego w celu zmniejszenia masy baterii

Toray Industries opracował podkład w postaci folii z żywicy przeznaczony do kolektorów prądu anodowych w bateriach litowo-jonowych i twierdzi, że jest to pierwszy taki materiał, który jednocześnie spełnia wszystkie cztery kluczowe wymagania: odporność na utlenianie i redukcję, przyczepność do warstwy metalowej, wytrzymałość mechaniczną oraz stabilność termiczną. Firma Toray podkreśla, że ta folia umożliwia producentom baterii zastąpienie miedzianej folii, której tradycyjnie używa się w anodach, lżejszym kolektorem w postaci folii z żywicy pokrytej cienką warstwą miedzi.

Kolektor prądu zbudowany na nowej folii jest o 50% do 60% lżejszy od konwencjonalnego kolektora z miedzianej folii, co według Toray powinno zmniejszyć wagę ogniwa baterii o około 10%.

Zbieracz prądu anody pobiera prąd z anody baterii. Film z polietylenotereftalanu (PET) pełni już rolę podłoża z żywicy po stronie katody, ale ulega degradacji w silnie redukcyjnym środowisku anody, co dotychczas uniemożliwiało używanie takich podłoży w zbieraczach prądu anody.

Porównanie zbieraczy prądu w postaci folii miedzianej i filmu do zastosowań anodowych

Toray stworzył nowy substrat przy użyciu swojej technologii stopów polimerowych, łącząc dwa lub więcej polimerów w celu uzyskania właściwości, których nie może osiągnąć pojedynczy żywica. Podaje się, że ta folia jest odporna na redukcję i silnie przylega do warstwy miedzi, ma taką samą wytrzymałość mechaniczną jak folia miedziana oraz charakteryzuje się niskim kurczeniem termicznym. Toray twierdzi, że ogniwa baterii wykorzystujące tę folię radzą sobie na równi z konwencjonalnymi zbieraczami prądu z folii miedzianej.

Ocena Toray dotycząca utrzymania pojemności podczas testów cyklingu baterii

(z użyciem ogniwa warstwowego o pojemności 30 miliamperogodzin)

Ponieważ zbieracz prądu stanowi masę nieaktywną, zmniejszenie jego masy zwiększa energię właściwą ogniwa, co według Toray może wydłużyć czas pracy urządzeń mobilnych oraz zwiększyć zasięg dronów i pojazdów. Toray szacuje, że jeśli zaoszczędzone masy zostaną przeznaczone na większą ilość aktywnego materiału katodowego i anodowego oraz elektrolitu, przy zachowaniu stałego stosunku pojemności ujemnej do dodatniej, ta folia mogłaby zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych o nawet 10%.

Toray wyprodukował standardową wersję tej folii o grubości 4,5 mikrona przy użyciu sprzętu do produkcji seryjnej i zaczął wysyłać próbki klientom. Pracuje nad uczynieniem folii cieńszej. Firma planuje wprowadzić tę folię do użycia w małych i średnich bateriach dla urządzeń mobilnych, dronów oraz samolotów o pionowym startowaniu i lądowaniu (eVTOL), a także bada jej zastosowanie w większych bateriach do pojazdów elektrycznych i magazynowania energii.