SMM

แนวโน้มอุตสาหกรรม

การเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ (NEV) และระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า (ESS) ได้ผลักดันให้การพัฒนาฟอยล์อลูมิเนียมสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไปสู่ความบางเฉียบ (≤10μm) โดยต้องการความสมดุลระหว่างน้ำหนักเบา ความหนาแน่นพลังงานสูง และความปลอดภัย ความหนาของฟอยล์อลูมิเนียมหลักได้พัฒนาจาก 12μm เป็น 8μm แต่เสถียรภาพของกระบวนการผลิตจำนวนมากและอัตราผลผลิตยังคงเป็นปัญหาคอขวดของอุตสาหกรรม

การระบุความท้าทายทางเทคนิค

ขีดจำกัดการรีด: เมื่อความหนาลดลงต่ำกว่า 10μm ความต้านทานการเสียรูปแบบพลาสติกของฟอยล์อลูมิเนียมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดปัญหา เช่น แถบขาดและรูเข็มบนพื้นผิว

ความไม่สมดุลของสมรรถนะ: ความท้าทายในการสร้างความสมดุลระหว่างความแข็งแรงในการดึงสูง (≥260MPa) กับการยืดตัวต่ำ (≤3%) เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกหักเปราะบางในระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่

ความยากลำบากหลักในกระบวนการรีด

1. การควบคุมความแม่นยำระดับไมโคร

ความคลาดเคลื่อนของความหนาต้องคงที่ภายใน **±0.1μm** ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุด้วยระบบชดเชยการโก่งตัวของม้วนรีดแบบดั้งเดิม ความผันผวนของรูปทรงแผ่น (เช่น คลื่นตรงกลางและริม) มีผลกระทบอย่างมากต่อความสม่ำเสมอของความหนา จึงต้องการการปรับการกระจายแรงรีดแบบไดนามิก

2. การจัดการความต้านทานการเสียรูปของวัสดุ

ในการรีดแบบบางเฉียบ การปรับปรุงเม็ดอลูมิเนียมให้มีขนาดเล็กกว่าระดับไมโครสามารถกระตุ้นการแข็งตัวจากการทำงานและการสะสมความเครียดตกค้างได้อย่างง่ายดาย การรีดแบบไม่สมดุล (ควบคุมความแตกต่างของความเร็วระหว่างม้วนบนและล่าง) ใช้เพื่อลดความต้านทานการเสียรูป แต่ต้องการการเพิ่มประสิทธิภาพความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นและความแม่นยำในการพ่นพร้อมกัน

3. การควบคุมคุณภาพพื้นผิว

ความหยาบของพื้นผิวฟอยล์อลูมิเนียมต้อง ≤0.2μm โดยไม่มีรอยแตกเล็ก ๆ หรือชั้นออกไซด์ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า การเกาะติดของฝุ่นและรอยขีดข่วนบนพื้นผิวม้วนระหว่างการรีดเป็นแหล่งที่มาหลักของข้อบกพร่อง จึงจำเป็นต้องมีสภาพแวดล้อมระดับห้องปลอดเชื้อและระบบตรวจจับข้อบกพร่องออนไลน์

ความท้าทายและวิธีแก้ปัญหาด้านสมรรถนะ

1. การเพิ่มประสิทธิภาพสมรรถนะทางกล

สมดุลความแข็งแรงและการยืดตัว: ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบโลหะผสม (เช่น การเพิ่มธาตุ Fe, Si ในปริมาณเล็กน้อย) และกระบวนการอบอ่อนระหว่างทาง (การควบคุมเวลาอบอ่อนที่ 300-350℃ อย่างแม่นยำ) การปรับปรุงเม็ดโลหะจะเกิดขึ้นพร้อมกับการเพิ่มความเหนียว

การเพิ่มประสิทธิภาพการทนต่อการกัดกร่อน: การพัฒนาเทคโนโลยีเคลือบผิวแบบผ่านความเป็นกลาง (เช่น เคลือบผสมฟอสเฟต + ซิลิโคน) เพื่อต้านทานการกัดกร่อนของอิเล็กโทรไลต์

2. การตรวจสอบความเข้ากันได้ของแบตเตอรี่

ฟอยล์อลูมิเนียมต้องผ่านการทดสอบรอบการชาร์จ-คายประจุ 500 รอบ โดยมีอัตราการขยายตัวของความหนา ≤5%

ความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างผิวสัมผัสกับวัสดุแคโทด (เช่น LFP) ต้อง ≥1.5N/cm เพื่อหลีกเลี่ยงการหลุดลอกของแผ่นขั้ว

แนวปฏิบัติและความสำเร็จที่เป็นนวัตกรรม

1. ความก้าวหน้าในกระบวนการ

North China Aluminum ได้พัฒนาเครื่องรีด UC แบบหกม้วน + ระบบควบคุมแบบวงปิดด้วยเครื่องวัดรูปทรงด้วยตนเอง ทำให้ความผันผวนของความหนา ≤±0.08μm

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีพ่นน้ำมันหล่อลื่นนาโนอย่างเป็นนวัตกรรมเพิ่มความเร็วในการรีดเป็น 800m/นาที และลดอัตราการขาดของแถบให้ต่ำกว่า 0.5%

2. ข้อมูลการผลิตจำนวนมาก

อัตราผลผลิตของฟอยล์อลูมิเนียม 8μm เพิ่มขึ้นจาก 40% เริ่มต้นเป็น 78% โดยมีความยาวม้วนเดียวเกิน 20,000 เมตร ผลิตภัณฑ์ถูกนำไปใช้ในบริษัทแบตเตอรี่ชั้นนำ เช่น CATL และ BYD เพิ่มความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ได้ 10%-15%