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Machines de revêtement sous vide pour feuilles de cuivre composites utilisées dans les batteries au lithium.
18/09/2024
- Alors que l'industrie progresse vers le développement de feuilles de cuivre lithium ultrafines, la technologie des feuilles de cuivre composites atteint un stade de maturité. Grâce à ses avantages, notamment une densité énergétique accrue, une réduction des coûts et une sécurité accrue, les feuilles de cuivre composites s'imposent comme le choix privilégié pour les collecteurs d'électrode négative des batteries au lithium. Ces feuilles de cuivre composites sont produites grâce à des techniques avancées telles que la pulvérisation cathodique magnétron, le dépôt en phase vapeur et la substitution ionique sur des films plastiques, notamment en PET, PP et PI, permettant ainsi d'obtenir une couche de cuivre uniforme sur le substrat plastique.
Les feuilles de cuivre composites sont conçues selon une structure « sandwich » composée d'une couche métallique, d'un film polymère et d'une couche métallique supplémentaire. Ce procédé intègre des techniques essentielles telles que la pulvérisation cathodique magnétron et le placage aqueux. Contrairement aux feuilles de cuivre classiques, principalement fabriquées par pressage à rouleaux ou électrolyse, les feuilles de cuivre composites sont produites par pulvérisation cathodique magnétron d'une couche métallique de 30 à 70 nm sur des substrats tels que le PET, le PP et le PI, d'une épaisseur de 3 à 8 µm. Cette méthode permet d'obtenir une résistance carrée d'environ 0,5 à 2 ohms, facilitant la métallisation de la surface du substrat. La couche métallique est ensuite épaissie jusqu'à 1 µm ou plus par galvanoplastie aqueuse, ce qui permet d'obtenir une feuille de cuivre composite d'une épaisseur totale de 5 à 10 µm, destinée à remplacer les feuilles de cuivre électrolytiques, généralement de 4,5 à 9 µm d'épaisseur.
Guangdong Tecsun Technology a développé avec succès le premier équipement de revêtement sous vide de feuilles de cuivre composites produit en série en Chine, améliorant ainsi considérablement les mesures de sécurité. La couche isolante organique intégrée à la feuille de cuivre composite offre une résistance infinie au circuit en cas d'emballement thermique et est intrinsèquement incombustible. Cette caractéristique réduit les risques de combustion, d'incendie et d'explosion des batteries, renforçant ainsi leur sécurité globale.
De plus, cette innovation augmente efficacement la densité énergétique de la batterie. L'utilisation du PET, matériau plus léger, permet de réduire la masse totale de la feuille de cuivre PET. Ceci est obtenu en remplaçant la partie centrale de la feuille métallique par une couche de PET, ce qui permet une réduction de poids d'environ 60 % par rapport à une feuille de cuivre traditionnelle, sans augmentation de l'épaisseur totale. De plus, la réduction de l'épaisseur de la feuille de cuivre contribue à réduire le coût des matières premières, car la technologie de placage employée est plus efficace que les méthodes d'extension traditionnelles, permettant d'obtenir des matériaux plus fins. L'incorporation de la couche de PET réduit également la quantité de feuille de cuivre nécessaire, permettant aux fabricants de faire face efficacement à la hausse des prix des métaux et de réaliser des économies d'environ 40 %.
Le nouveau matériau composite en feuille de cuivre est produit grâce à la technologie de dépôt sous vide par pulvérisation cathodique magnétron, qui facilite la métallisation de la surface du matériau initial du film organique. Ce procédé améliore la conductivité du matériau tout en garantissant la densité de la couche et la force d'adhérence. Parmi les avantages de ce procédé, on peut citer une excellente stabilité, répétabilité et uniformité, ce qui le rend adapté aux applications sur de grandes surfaces. De plus, il produit une couche de film dense aux propriétés d'adhérence élevées et offre une grande flexibilité de traitement. Une fois la pulvérisation cathodique magnétron terminée, un épaississement par galvanoplastie à l'eau est utilisé pour augmenter l'épaisseur de la couche de cuivre à environ 1 micromètre, répondant ainsi aux exigences de conductivité du collecteur.
Guangdong Tecsun possède une vaste expertise dans la conception et la fabrication de technologies et d'équipements de revêtement sous vide. L'entreprise possède également plus de cinq ans d'expérience dans les procédés et équipements liés aux matériaux composites à base de feuilles de cuivre.
