Anoden-Kupferfolie

Anodenkupferfolie (Stromkollektor der negativen Elektrode) ist die Kernkomponente in Batterien, die aktive Materialien der negativen Elektrode trägt und Strom sammelt und so direkt die Leitfähigkeit und Sicherheit der Batterie bestimmt. Lithium-Ionen-Batterien verwenden normalerweise Kupferfolie, während Natrium-Ionen-Batterien Aluminiumfolie verwenden können

Anodenkupferfolie (negativer Stromkollektor) dient als Substrat für die Beschichtung negativer aktiver Materialien (wie Graphit, Silizium oder Lithiummetall). Seine Hauptfunktion besteht darin, die beim Laden/Entladen erzeugten Elektronen zu sammeln und zu übertragen und so den Ausgangsstrom zu bilden.

• Lithium-Ionen-Batterie: Aufgrund des niedrigen Arbeitspotentials der negativen Elektrode neigt Aluminiumfolie zu Legierungsreaktionen und Pulverbildung. Daher ist es notwendig, elektrolytische Kupferfolie mit starker chemischer Stabilität und ausgezeichneter Leitfähigkeit zu wählen. Die Hauptdicke beträgt etwa 6 μm-8 μm, wobei einige Hochleistungsdesigns im Bereich von 7 μm bis 11 μm liegen, um die Zyklenleistung zu optimieren.
• Natriumionenbatterie: Natriumionen reagieren bei niedrigen Potentialen nicht mit Aluminium, daher kann Aluminiumfolie mit geringeren Kosten und geringerem Gewicht sowohl für positive als auch negative Elektroden verwendet werden, was dazu beiträgt, die Gesamtkosten der Batterie zu senken

• Elektrochemische Stabilität: Beim Betriebspotential der negativen Elektrode (ca. . 0.1 V vs. Li/Li⁺) unterliegt Kupfer keiner Lithiierung, wohingegen Aluminium eine Li-Al-Legierung bilden und versagen würde.
• Hervorragende elektrische Leitfähigkeit: Kupfer hat eine elektrische Leitfähigkeit von 5,96×10⁷ S/m, höher als die von Aluminium mit 3,5×10⁷ S/m, wodurch der interne Batteriewiderstand effektiv reduziert wird.
• Gute mechanische Eigenschaften: Kupferfolie hat eine Dehnung von mindestens 5 % und eine Zugfestigkeit von mindestens 300 MPa, wodurch sie den mechanischen Belastungen bei Beschichtungs-, Schlitz- und Wickelprozessen standhält.
• Ausgereifter Herstellungsprozess: Die elektrolytische Kupferfolientechnologie ist ausgereift und kostenkontrollierbar. Seine Oberflächenrauheit (Rz kleiner oder gleich 2,5 μm) verbessert die Haftung zwischen dem aktiven Material und dem Stromkollektor.

Es gibt zwei Hauptverfahren zur Herstellung von Kupferfolie:

1. Electrodeposited (ED) – das Mainstream-Verfahren (über 90 % Marktanteil)

Prinzip: Mit einer Kupfersulfatlösung als Elektrolyt, Kupfer als Anode und einer Edelstahl- oder Titantrommel als Kathode werden Kupferionen reduziert und unter Gleichstrom auf der Kathodenoberfläche abgeschieden, um eine Kupferfolie zu bilden. Galvanisch abgeschiedene Kupferfolie weist eine hohe Reinheit, eine feine Kristallstruktur und gute mechanische Eigenschaften auf und ist daher die vorherrschende Produktionsmethode.

2. Walzgeglüht (RA)

Prinzip: Kupfermaterial wird wiederholt gewalzt (mechanisch in der Dicke reduziert und in der Länge verlängert). Gewalzte, geglühte Kupferfolie bietet eine hervorragende Flexibilität und Dehnung, ihre Produktionseffizienz ist jedoch gering und die Kosten sind deutlich höher. Es wird hauptsächlich für Spezialanwendungen eingesetzt, die eine sehr hohe Gleichmäßigkeit der Dicke erfordern.

Die Dicke der Kupferfolie ist der kritischste Parameter, der die Energiedichte der Batterie beeinflusst. Gemäß den IPC-Standards wird Kupferfolie wie folgt nach Dicke klassifiziert:

Die Kupferfolie mit weichem Härtegrad wird von unserem indonesischen Kunden als Leiter in der Kleidung für die Krebsbehandlungsforschung verwendet.

Unsere ED-abschirmenden Kupferfolien mit hoher Dehnung und hoher Zugfestigkeit können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Wir können das spezielle einfach-matte, doppelt-matte und doppelt-glänzende ED-Kupfer für den Li-Ionen-Akku bereitstellen. Außerdem können wir abgeschirmte ED-Kupferfolien von 2 Unzen bis 6 Unzen (Nenndicke 70 µm bis 210 µm) anbieten, die zur Abschirmung elektrischer Produkte verwendet werden, insbesondere für Transformatoren, Kabel, Mobiltelefone, Computer, mechanische Behandlung, Luft- und Raumfahrt und Industrieanwendungen. Darüber hinaus gibt es HTE (Hochtemperaturdehnung) von 1/2 Unzen bis 2 Unzen dicken Kupferfolien und VLP-HTE-HF (sehr-niedriges-Profil, Hochtemperaturdehnung und schwere ED-Kupferfolien, die in Leiterplatten verwendet werden, deren maximale Abmessung 1295 mm x 2.450 mm beträgt. Nachfolgend finden Sie die Feedback-Bilder von US-Kunden für die verwendeten abschirmenden Kupferfolien MRT-Raum

• Lithium--Ionenbatterien

Wird als Stromkollektor für die Anode in Lithium-Ionen-Batterien verwendet, die häufig in Elektrofahrzeugen, Smartphones, Laptops und anderen tragbaren Elektronikgeräten verwendet werden.

• Energiespeichersysteme

Unverzichtbar für Energiespeichersysteme im Netz-maßstab und Anwendungen für erneuerbare Energien.

• Elektrofahrzeuge (EVs)

Eine Schlüsselkomponente in Elektrofahrzeugbatterien, die zu einer höheren Energiedichte und längeren Reichweiten beiträgt.

• Unterhaltungselektronik

Wird in Batterien für Geräte wie Tablets, Wearables und Elektrowerkzeuge verwendet.

HSMetal ist ein technologieorientiertes Unternehmen, das sich auf die Entwicklung, Forschung und Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb fortschrittlicher Kupferfolienprodukte spezialisiert hat. Unser Portfolio umfasst eine Reihe von High-End-Kupferfolienlösungen wie ultra-dünne, flexible Kupferfolie für Lithiumbatterien, HVLP-Hochfrequenz-, Hochgeschwindigkeits-, Ultra-Low-Profile-Folie, rückseitig behandelte RTF-Folie, ultra-dünne Trägerfolie (abziehbares Kupfer), geschwärzte Folie, vergrabene Widerstandsfolie und mikroporöse Kupferfolie.

 

Mit jahrelanger Spezialerfahrung in der Forschung und Entwicklung sowie der Produktion von ultradünnen, flexiblen Kupferfolien für Lithiumbatterien haben wir eine starke Erfolgsbilanz bei der Bereitstellung von Hochleistungsprodukten sowie umfassender technischer Unterstützung und maßgeschneiderten Lösungen für Kunden weltweit aufgebaut.

Die von unserem Unternehmen entwickelte ultradünne elektronische Kupferfolienserie weist eine hervorragende Stabilität und Zuverlässigkeit auf und eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen. Dazu gehören mehrschichtige Leiterplatten (PCBs), flexible Leiterplatten, IC-Verpackungssubstrate, 5G-Smartphones, Server, Basisstationen, integrierte KI-Systeme, Automobilradar, medizinische Geräte und Luft- und Raumfahrttechnologien.

 

Als kritisches Material sowohl in der Lithiumbatterie- als auch in der Elektronikindustrie spielt Kupferfolie eine wesentliche Rolle für den technologischen Fortschritt. Wir sind weiterhin bestrebt, Innovationen durch nachhaltige Forschung und Entwicklung voranzutreiben, die Produktqualität kontinuierlich zu verbessern und unsere Entwicklung von Lithium-{1}Ionen-Batteriematerialien auszuweiten. Unser Ziel ist es, stets erstklassigen Kundenservice zu bieten und zum nachhaltigen, qualitativ hochwertigen Wachstum der Branche beizutragen.

 

Elektrolytische Kupferfolie

Mikroporöse Kupferfolie

Gerollte Kupferfolie

Produktionslinie

Qualitätskontrolle

F&E-Fähigkeit

F1: Was ist Anodenkupferfolie? Welche Rolle spielt es in Lithium-Ionen-Batterien?

A: Anodenkupferfolie bezieht sich auf die Kupferfolie, die als Stromkollektor der negativen Elektrode (Anode) in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Seine Hauptfunktion besteht darin, das aktive Material der negativen Elektrode (z. B. Graphit, Silizium-Kohlenstoff oder metallisches Lithium) zu transportieren und die während des Lade-/Entladevorgangs erzeugten Elektronen zu sammeln und zum externen Stromkreis zu leiten. Als Stromkollektor für die Anode wird Kupfer gewählt, da es beim Betriebspotential der negativen Elektrode keiner Lithiierung unterliegt und eine hervorragende Leitfähigkeit bietet.

F2: Was ist doppelseitig glänzende Kupferfolie? Was sind seine Merkmale?

A:Beidseitig glänzende Kupferfolie ist eine Art Kupferfolie, bei der beide Oberflächen glatt und glänzend sind, was durch Optimierung der Elektrolytformulierung und Oberflächenveredelungsverfahren erreicht wird. Der Ra-Rauheitswert kann unter 0,35 μm kontrolliert werden, mit einer dichten und gleichmäßigen Kupferkristallstruktur auf der matten Seite. Doppelseitig glänzende Kupferfolie wird typischerweise in Hochleistungs-Lithiumbatterieanwendungen verwendet, bei denen eine extrem geringe Oberflächenrauheit und hohe Gleichmäßigkeit erforderlich sind.

F3: Wie lauten die Dickenklassifizierungen für Kupferfolien für Lithiumbatterien?

A: Siehe die normalen Dickenklassifizierungen wie folgt:

• Ultradünne Kupferfolie kleiner oder gleich 6 μm (z. B. 4,5 μm, 6 μm)
• Extrem dünne Kupferfolie: 6–12 μm
• Dünne Kupferfolie: 12–18 μm

F4: Wie wirkt sich die Dicke der Kupferfolie auf die Batterieleistung aus?

A: Eine dünnere Kupferfolie verbessert direkt die Energiedichte der Batterie und ist derzeit einer der effektivsten Ansätze für den Leichtbau bei Batterien. Im Vergleich zu 8-μm-Kupferfolie kann die Verwendung von 6-μm- und 4-μm-Kupferfolie die Energiedichte von Lithiumbatterien um etwa 5–11 % erhöhen. Darüber hinaus kann eine fortschrittliche, 4,5 μm dicke, ultradünne Kupferfolie die Reichweite von Lithiumbatterien um mehr als 20 % verbessern.

F5: Wie wirkt sich die Oberflächenrauheit auf die Batterieleistung aus?

A:Oberflächenrauheit ist ein Schlüsselfaktor, der die Batterieleistung beeinflusst. Eine moderate Oberflächenrauheit trägt dazu bei, die Bindungsstärke zwischen dem Stromkollektor und dem aktiven Material zu erhöhen, wodurch der Kontaktwiderstand verringert, die Entladeleistung verbessert und die Zyklenstabilität erhöht wird. Die Erhöhung der Rauheit der Kupferfolienoberfläche ist daher eine häufig verwendete Optimierungsstrategie. Bei doppelseitig glänzender Kupferfolie wird die Rauheit bewusst niedrig gehalten, um den Anforderungen bestimmter hochpräziser Anwendungsszenarien gerecht zu werden.

F6: Welche technischen Schwierigkeiten gibt es bei der Herstellung ultradünner Kupferfolie?

A:Zu den größten Herausforderungen gehört: sicherzustellen, dass Zugfestigkeit und Dehnung trotz reduzierter Dicke weiterhin den Nutzungsanforderungen entsprechen; Erzielung einer gleichmäßigen Dickenverteilung über große Flächen hinweg; Aufrechterhaltung einer fehlerfreien kontinuierlichen Produktion; und Vermeidung von Falten, Kräuseln und Brüchen beim Schneiden. Darüber hinaus muss die Verwendung von Aufhellern und anderen Zusätzen im Elektrolyten sorgfältig kontrolliert werden, um eine glatte und dichte abgeschiedene Schicht zu erreichen.

F7: Was sind die zukünftigen Technologietrends für Anodenkupferfolie?

A: Ultradünne Kupferfolie (weniger als oder gleich 6 μm): 4,5 μm Kupferfolie baut ihren Marktanteil weiter aus, wobei der Anteil von Produkten mit weniger als oder gleich 5 μm voraussichtlich erheblich zunehmen wird. Inländische Unternehmen beherrschen bereits die Herstellungstechnologie für 4,5 μm ultradünne doppelseitig glänzende Kupferfolie. Zukünftige Entwicklungen werden sich auf 3,5 μm und noch dünnere Produkte konzentrieren.

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