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Máquinas de revestimento a vácuo para folhas de cobre compostas usadas em baterias de lítio.
18/09/2024
- À medida que a indústria avança em direção ao desenvolvimento de folhas ultrafinas de cobre e lítio, a tecnologia de folhas compostas de cobre está se aproximando de um estágio de maturidade. Devido aos seus benefícios, que incluem maior densidade energética, redução de custos e maior segurança, a folha composta de cobre está prestes a emergir como a escolha preferida para coletores de eletrodos negativos em baterias de lítio. Essa folha composta de cobre é produzida por meio da aplicação de técnicas avançadas, como pulverização catódica por magnetron, deposição de vapor e substituição iônica em filmes plásticos, incluindo PET, PP e PI, resultando em uma camada uniforme de cobre sobre o substrato plástico.
Folhas de cobre compostas são projetadas utilizando uma estrutura em "sanduíche" que compreende uma camada metálica, um filme de polímero e uma camada metálica adicional. Este processo incorpora técnicas essenciais, como pulverização catódica por magnetron e deposição aquosa. Ao contrário das folhas de cobre convencionais, que são predominantemente fabricadas por prensagem a rolo ou eletrólise, as folhas de cobre compostas são produzidas por pulverização catódica por magnetron de uma camada metálica medindo 30-70 nm sobre substratos como PET, PP e PI, que possuem uma espessura de 3-8 μm. Este método produz uma resistência quadrática de aproximadamente 0,5-2 ohms, facilitando a metalização da superfície do substrato. Em seguida, a camada metálica é ainda mais espessada para 1 μm ou mais por meio de galvanoplastia aquosa, culminando em uma folha de cobre composta com uma espessura total de 5-10 μm, destinada a servir como um substituto para folhas de cobre eletrolíticas que normalmente variam de 4,5-9 μm de espessura.
A Guangdong Tecsun Technology desenvolveu com sucesso o primeiro equipamento de revestimento a vácuo produzido em massa para folhas de cobre composto na China, aprimorando significativamente as medidas de segurança. A camada isolante orgânica localizada dentro da folha de cobre composto oferece resistência infinita ao sistema de circuito durante situações de fuga térmica e é inerentemente incombustível. Essa característica diminui a probabilidade de combustão, incêndio e explosão da bateria, aumentando assim a segurança geral da bateria.
Além disso, essa inovação aumenta efetivamente a densidade energética da bateria. O uso de PET, material mais leve, resulta na redução da massa total da folha de cobre de PET. Isso é obtido pela substituição da porção central da folha metálica por uma camada de PET, resultando em uma redução de peso de aproximadamente 60% em comparação com a folha de cobre tradicional, sem qualquer aumento na espessura total. Além disso, a redução na espessura da folha de cobre contribui para a redução dos custos de matéria-prima, visto que a tecnologia de galvanoplastia empregada é mais eficiente do que os métodos tradicionais de extensão, permitindo materiais mais finos. A incorporação da camada de PET também reduz a quantidade de folha de cobre necessária, permitindo que os fabricantes abordem efetivamente o aumento dos preços do metal e obtenham economias de custos de aproximadamente 40%.
O material de folha de cobre composto recém-desenvolvido é produzido utilizando a tecnologia de revestimento a vácuo por pulverização catódica por magnetron, que facilita a metalização da superfície do material inicial do filme orgânico. Esse processo melhora a condutividade do material, garantindo a densidade da camada do filme e a força de adesão. As vantagens da tecnologia de revestimento a vácuo por pulverização catódica por magnetron incluem excelente estabilidade, repetibilidade e uniformidade, tornando-a adequada para aplicações em grandes áreas. Além disso, produz uma camada de filme densa com fortes propriedades de ligação e oferece flexibilidade de processo. Após a conclusão do processo de pulverização catódica por magnetron, um método de espessamento por galvanoplastia a água é empregado para aumentar a espessura da camada de cobre para aproximadamente 1 micrômetro, atendendo assim aos requisitos de condutividade do coletor.
A Guangdong Tecsun possui ampla expertise em projeto e fabricação de tecnologia e equipamentos de revestimento a vácuo. A empresa também acumula mais de cinco anos de experiência em processos e equipamentos relacionados a materiais compósitos de folha de cobre.
