バッテリーフォイルが最も要求の厳しいフォイル製品である理由
通常のフォイル指標に照らして判断すると、バッテリーのアルミニウムフォイルは品質のはしごの頂点に位置します。リチウム-イオン電池用の集電箔は、パッケージングというよりもむしろ機能部品として機能します。電極コーティングを施し、電流を流し、ストリップが一度も切れることなく、スリット、コーティング、乾燥、カレンダー加工、巻き取りに耐えなければなりません。このため、電力およびエネルギー貯蔵セル用の箔は事実上、欠陥ゼロ製品として指定されています。-
要件は、表面品質、形状品質、面密度とエッジ品質、ピンホール制御、機械的特性などの個別のブロックにグループ化されます。各ブロックには独自の測定方法があり、それらを他のブロックと交換することはできません。
表面品質: 濡れ張力と清浄度
表面ぬれ張力は、液体表面の単位長さ当たりの隣接部分間に作用する力であり、一般にダイン値と呼ばれ、より正確には表面張力係数として知られています。これは、電極スラリーへの接着性、そして何よりもカーボンコーティングされた箔のコーティングの堅さを左右するため、電池箔に関する最も重要な技術指標の 1 つです。-。
ターゲット：平坦な表面では少なくとも 30 dyn/cm、カーボン コーティングがより強力な結合を必要とする場合は 33 dyn/cm 以上です。
値が低い原因:残った圧延油。圧延時の油膜制御や、必要に応じてコロナ処理やベーキング工程を行うことで数値を高めます。
清潔さ:黒いオイルライン、グリーススポット、縞、ロールマーク、またはカラーバンディングはありません。これらはそれぞれコーティング重量と下流のカレンダー処理の結果を妨げるためです。
試験方法:湿潤張力は、ASTM D2578 湿潤張力手順に従ってダイン溶液を使用して測定され、フィルムに使用されるのと同じ注意を払って箔に適用されます。
形状品質、平坦度、エッジ状態
平坦度は2つの値で判定します。オンラインでは、圧延機の自動形状制御システムが、プラスまたはマイナス 8 I 以内に収まるべき I 単位の数値を報告します。オフラインでは、引張試験で、指定された長さにわたるストリップのたるみが測定され、ほとんどのセル メーカーは、たるみが 8 mm 以内にとどまることを求めています。フラットコイルは均一に巻き付けられますが、波形コイルは局所的な張力のピークを生成し、後にコーティングストライプやエッジのシワとして現れます。
面密度は、質量が幅全体にどの程度均等に分布しているかを表します。許容範囲は狭く、巻き付けや積み重ねによってセルの形状が歪まないように、厚みプロファイルは意図的にそのバンドの片側に偏っています。エッジ品質も同様に重要です。コイル端面のバリやギザギザの亀裂は、コーティング後の圧延中にストリップの破損を引き起こし、セパレータを貫通する可能性があるため、両方とも厳しく制限されています。-
薄いゲージでのピンホール制御
セルフォイルは、短期間で初期の 15 ～ 20 マイクロメートル帯域から現在の 10 ～ 13 マイクロメートル帯域に移行しました。箔が薄くなると、ピンホールがより重大なものになります。ピンホールにより、回転中に磁極片が裂けてしまい、電極のコーティングされていないマージンにあるピンホールが最も大きな影響を及ぼします。電池メーカーはゲージが下がってもピンホールの制限を緩和していない。その代わりに、カウントと直径の両方の制限が厳しくなりました。ピンホールの数とサイズは溶湯の品質、濾過、圧延の清浄度に依存するため、現在の制限は熱間圧延や鋳造-圧延のルートが制御できる限界にすでにかかっています。
機械的特性と受入検査
薄肉化に加えて、開発の方向性は、より高い伸びと組み合わせたより高い強度です。両方とも、圧縮とエネルギー密度が増加する中でのカレンダー加工に耐えるために必要です。引張強度が 190 MPa を超え、伸びが 2.5 パーセントを超える製品は市場では一般的ですが、高伸びを伴って 230 MPa を超える製品は、ほとんどの圧延ルートでは依然として困難です。引張値と伸び値は、トリミングされたエッジからではなくコイル本体からサンプリングされ、GB/T 228.1 金属引張試験方法に従って検証されます。
| 検査項目 | 方法 | 代表的なターゲット |
|---|---|---|
| ぬれ張力 | ASTM D2578 に準拠したダイン ソリューション | 最小 30 dyn/cm、カーボン コーティングの場合は 33 dyn/cm |
| 表面の清浄度 | 全幅での目視検査 | オイルライン、スポット、ロールマークなし |
| 平面度 | オンライン形状制御 | 8以内 |
| サグ | オフライン引張試験 | 最大8mm |
| 厚さプロファイル | 面密度スキャン | 内側公差、片側バイアス- |
| エッジの状態 | 端面検査 | バリやギザギザの亀裂は限定的 |
| ピンホール | ライトテーブル、全幅 | 顧客の制限内の数と直径 |
| 抗張力 | GB/T 228.1 | 通常 190 MPa 以上 |
| 伸長 | GB/T 228.1 | 典型的な 2.5% 以上 |
よくある質問
Q: バッテリーフォイルではダイン値がそれほど重要なのはなぜですか?
ダイン値は、表面が電極スラリーをどの程度よく受け入れるかを表します。値が低いと、フォイルとコーティングの間の結合が弱くなったり、コーティングの欠落領域が生じたりするため、コーティング ラインが開始される前にフォイルが拒否されます。
Q: 低いぬれ張力はどのように修正できますか?
まず、転がしの練習とロールの清浄化により残留油を減らします。要件がより高い場合は、表面エネルギーを目標帯域まで高めるためにコロナ処理またはベーキングステップが使用されます。
Q: 8 I 平坦度の数値は何を意味しますか?
I- 単位は、形状制御システムによる幅方向のストリップの平坦度の尺度です。プラスマイナス8I以内にすることで、巻きムラや巻きシワの原因となる波打ちを防ぎます。
Q: 箔が薄くなるにつれて、ピンホール要件は緩和されますか?
いいえ、ゲージが薄いとピンホールの損傷が大きくなるため、個数と直径の制限が緩和されるのではなく強化され、電流制限は圧延プロセスの実際の制御能力に近くなります。
Q: 高い伸びが高い強度と同じくらい重要なのはなぜですか?
伸張できない強力な箔は、高圧縮でのカレンダー加工中に亀裂が発生します。強度は負荷を支え、伸びは変形を吸収し、この 2 つは一緒に発展する必要があります。
Q: 引張試験のために入荷する箔をどのようにサンプリングする必要がありますか?
エッジの材質は代表的ではないため、試験片はトリミングされたエッジからではなくコイル本体から採取され、結果は GB/T 228.1 試験方法に基づいて報告されます。
