CESA-2022-1-008《超级电容器用微孔铝箔集流体》团体标准（征求意见稿）标准编制说明

1团体标准《超级电容器用微孔铝箔集流体》(征求意见稿)编制说明一、工作简况(一)任务来源度、孔径范围更加宽泛，孔密度可达3000个/cm²,孔径范围5μm～50μm任(二)任务主管部门广泛应用于新能源领域，归口于中国电子工业标(三)发起单位2默新材料科技股份有限公司发起团体标准的研制。(三)项目文件1、项目文件：中国电子工业标准化技术协会，中电标通[2022]004号2、项目名称：“超级电容器用微孔铝箔集流体”(四)主要工作过程2017年，山西沃特海默新材料科技股份有备微孔铝箔集流体材料；2018-2019年实现规模化制备并产业化，成功应用于 2021年10月-12月，完成《超级电容器用微孔铝箔集流体》项目前期调2022年1月13日，中国电子工业标准化技术协会超级电容产业联盟组织2022年2月15日-3月20日，中国电子工业标准化技术协会超级电容产业联盟会同山西沃特海默新材料科技股份有限公司组建工作组，完善标准草在完善标准草案过程中，中国电子工业标准化技术协会超级电容产业联科技有限公司、力容新能源技术(天津)有限公司、深圳清研电子科技有限公司、天津力神超电科技有限公司、中国科学院电工研究所等16个企业事业单根据起草组内专家意见和建议修改完善，形成标准(一)编制原则中国电子工业标准化技术协会3本标准在编写格式上遵循国家标准制定的有关规定，按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。(二)主要内容状态的无孔铝箔制备成微孔铝箔，适用于纯铝、高纯铝及其它铝及铝合金箔。宽度200mm～1000mm;标准内容包括了质量标准、检测方法、包装运输和质量检测报告、标志、包装、运输、贮存、使用说明及注意事项与合同(或订货单)产品技术规范等。标准内容中涉及的技术条款及相关参数已经过第三方(太原理工大学、上海展枭新能源科技有限公司等)检测机构实际验证。(三)解决的主要问题(1)微孔密度大、孔径小，选择范围宽。箔面上有着几十个到3000个/cm²甚至更多的，孔径范围5um～50um的通孔，孔密度和孔径可任意选取对应关(2)因为孔径小，不易漏浆；(3)箔面比表面积大。由于是电化学方式晶界刻蚀成孔，因此箔面每平方厘米上有几十个到数千个直径在10um～50um的盲微孔铝箔表面的微孔特点、结构特性、箔面品质等特定优势，相比常规无孔箔和其它多孔箔，解决的主要问题有以下7方面：41、提高了集流体的柔韧度均匀分布的微孔和孔径大小的一致，使集流体的柔韧度大幅度增加，更利于极片层叠的制备。2、降低箔面与电极材料的接触电阻由于箔面比表面积大，电极材料与箔面附着更充分，附着力更强，有效降低箔面与电极材料的接触电阻。3、增强了电解液在活性物质的浸润性大量致密微孔，使得电解液更容易渗透通过，增强了电解液在活性物质的浸润性，同时增加了电解液保液量。4、提高循环寿命活性物质浆料通过微孔铝箔的孔隙，相互贯通连成一体形成“工”字型结合，正负极材料与箔面的附着强度增大而不易脱落，加上电解液保液量的增加，有效提高了循环寿命。5、提升倍率性能微孔集流体使得电极之间形成立体的离子导电网络。电解液有效浸润到涂层材料与集流体的结合部，并通过孔隙使得电解液在整个电芯内部成为全贯通状态，离子在正负极之间形成多维迁移，大大提高了离子的迁移速率和迁移数量。6、提高安全性能清华大学的PeichaoZou等人的试验表明，金属锂会在微孔内壁发生沉积，从而大大降低了锂枝晶生长引发的安全问题。微孔集流体制备的极片，正反两面的锂离子会起到自平衡的作用，减少析锂现象的发生，从而提高安全性。7、提高比能量和一致性采用电化学方式的制备工艺过程，既在箔面产生的大量致密微孔，又将原箔的厚度适度减薄，使得集流体的质量密度和体积密度下降，相应增加了集流体对活性物质的载量，加上电解液的充分浸润，有效提高了单体电芯的比能量和一致5本项目标准是在充分了解微孔铝箔集流体材料的发展现状以及经过实际的 推出应用于超级电容器、高能量密度锂离子电池等多个前沿领域的对应产品。(一)微孔特性无孔铜箔与成孔铜箔的MIT显微镜图未成孔未成孔Al箔×100倍(二)性能测试60六层六层六层单层六层单层拉伸曲线抗拉强度成孔后抗拉强度降幅2～25%2、电阻率测试(GB/T22638.6)空气环境测量，空气环境测量，与实际应用环境存在较大差别p≤3.000μΩ·cmp≤1.850μΩ·cm执行标准铝箔铜箔3、表面性能表面润湿性——达因值测定32达因值明显增加，且与电容炭浆料的润湿性提高，有利于材料的附着4、物理性能测试7面密度面密度降幅4.83%降幅4.83%背光检测透光度(LED光)双挡边D₂-20(一)产业化情况1、国外有日本福田、日立、JME、索尼等多孔铝箔制备公司，制备方式主要有机械冲孔、激光成孔、电沉积成孔，2018年已实现量产；并以150um、250um、350um为普遍主要产品，制备方式主要有机械冲孔、激3、山西沃特海默新材料科技股份有限公司，自主研发生产的微孔铝箔采用了电化学方式，孔密度200～3000个/cm²、孔径5～50um,具有孔密度大、均匀性好，孔径小、一致性好，抗拉强度高和实用性强等特点，2019年已实现产(二)推广应用论证山西沃特海默新材料科技股份有限公司采用电化学方式制备的微孔铝箔，2019年实现产业化量产，已广泛应用于锂离子电池、超级电容器等电子产品、新能源领域，大幅度改善和提高了电池、电容器的综合8(三)预期经济效果基于国内微孔箔材集流体材料的实际情况，未采用国际标准或国外相关标(一)与相关国家或行业标准的关系(二)与协会现有团体标准的关系相近，二者均为二次电池、超级电容器等储无(一)贯彻标准的要求和措施标准完成后尽快发布。标准发布3