Na folha de eletrodos positivos de baterias de lítio, o coletor de corrente de fólio de alumínio está em contato direto com o material de eletrodos positivos ternários de manganese de cobalto de níquel. Durante a operação normal, essa interface é estável e confiável - fólia de alumínio para condutividade e material ativo para armazenamento de energia, cada um desempenhando seus respectivos deveres.

Mas quando a bateria experimenta fuga térmica, o problema surge. O ponto de derreter de folha de alumínio é apenas cerca de 650 [UNK], enquanto a temperatura térmica de fuga das baterias ternárias de lítio pode atingir mais de 1000 [UNK]. Nesta temperatura, a fólia de alumínio rapidamente derrete, e alumínio líquido infiltra-se no material de eletrodo positivo, passando por uma violenta reação térmica de alumínio com óxido de manganês de cobalto de níquel. Estudos relacionados mostraram que óxidos de níquel, cobalto e manganese podem sofrer reações térmicas de alumínio em certas condições, liberando rapidamente uma grande quantidade de calor. Na indústria militar, bombas de combustão térmica de alumínio são geralmente preparadas misturando óxidos de níquel, óxidos de cobalto e óxidos de manganês com pó de alumínio.

De acordo com estatísticas sobre acidentes de veículos elétricos na China, 86% dos veículos elétricos que experimentaram acidentes de combustão espontâneos utilizam baterias NCM ternárias de ións de lítio. A reação térmica de alumínio é a razão fundamental para a velocidade de liberação de calor rápida e alta liberação de calor durante o processo de incêndio das baterias ternárias NCM.

2[UNK] Como a camada de titânio "bloqueia" a reação térmica de alumínio: entender o valor da cobertura de titânio da perspectiva da ciência dos materiais

Titânio (Ti) é um metal de transição com um ponto de derreter até cerca de 1500 [UNK], o que é mais do dobro do ponto de derreter de alumínio (cerca de 650 [UNK]). Adicionar uma camada de cobalto de titânio entre fólia de alumínio e material de eletrodo ternário positivo de cobalto de níquel assegura boa condutividade da folha de eletrodo ao mesmo tempo que utiliza o ponto de derreter significativamente maior e as características menos derretentes da camada de cobalto de titânio. Quando a fuga térmica ocorre dentro da bateria, efetivamente isola o contato entre o material de eletrodo ternário positivo de cobalto de níquel e a camada de fólia de alumínio.

Especificamente, o mecanismo de proteção da camada de cobertura de titânio inclui três níveis:

3[UNK] Magnetron Sputting Titanium Coating: "Growing" Dense Titanium Layer on Aluminum Foil

A preparação da camada de titânio em folha de alumínio revestida de titânio adota principalmente o processo de espulsão magnetrónica. Existem muitos métodos para revestimento de vácuo, incluindo deposito físico de vapor (PVD), deposito químico de vapor (CVD), e deposito de sputtering. Entre eles, deposito físico de vapor é um método de preparação comumente usado - revestimento do material de filme na superfície do substrato em condições de vácuo.

A questão essencial que precisa ser abordada ao depositar revestimentos de titânio em folha de alumínio por sputtering magnetron é a adesão interfacial. O alumínio é propenso a formar um filme de óxido natural denso e isolante (Al[UNK]O3) no ar, que não pode formar uma forte ligação metal com a camada de titânio. Pesquisas demonstraram que somente usando tecnologia de plasma de ións compostos, incluindo esputação preliminar de feixe iónico de superfícies de alumínio, deposição de camadas intermediárias densas com assistência a ións na descarga de magnetróns DC, e deposição de camadas adicionais na descarga de magnetróns de catódio fundido, podem ser obtidas revestimentos densos resistentes à corrosão.

4[UNK] Propriedades essenciais de folha de alumínio revestida de titânio

5[UNK] Escenários de aplicação central: da segurança da bateria à proteção eletromagnética

6[UNK] Capacidade de cobertura de folha de alumínio de Tecnologia do Instituto Avançado

Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. foi criada em 2016 e é uma empresa nacional de alta tecnologia especializada em materiais de escudo, materiais absorventes, revestimentos flexíveis de substratos e pastas de metal precioso. A empresa construiu independentemente uma linha de produção de vaporação de magnetrons e de evaporação de vácuo, usando rolo para rolar tecnologia de produção contínua, que pode alcançar depositação precisa de camadas de metal na superfície de substratos de metal como fólia de alumínio.

No campo da folha de alumínio, a Tecnologia do Instituto Avançado fornece as seguintes capacidades essenciais:

7[UNK] Conclusão

A essência da fólia de alumínio revestida de titânio é estabelecer uma solução material unificada entre "alumínio ligeiro e de baixo custo" e "alto ponto de fundição e resistência à corrosão do titânio". Não está substituindo alumínio por titânio, mas construindo um alto ponto de derreter "barreira de alta temperatura" na superfície de folha de alumínio - bloqueando a reação térmica de alumínio quando a bateria perde controle, resistindo à erosão de oxidação em ambientes corrosivos, e fornecendo uma interface suavizável em cenários de soldagem.

Desde a barreira térmica de segurança do coletor de corrente de eletrodos positivos na bateria de lítio até a proteção a longo prazo da embalagem anti-corrosão, do substrato condutivo do escudo eletromagnético até o revestimento resistente ao uso de alta temperatura do aeroespaço - o revestimento de titânio de folha de alumínio está unificando os objetivos aparentemente contraditórios de engenharia de "ligeira" e "alta confiabilidade" em uma solução material. Entender a lógica do processo da placa de titânio em fólia de alumínio - por que é necessário pré-tratamento no plasma, por que as características do ponto de derreter da camada de titânio são o valor central, e como a espessura afeta o desempenho - pode revelar a essência técnica deste material mais do que simplesmente comparar parâmetros.