“雙峰異構”銅箔（Bim-Cu）力學性能、顯微結構
近日，電池百人會理事單位——諾德股份（600110）研究院與華中科技大學、湖北工程學院深度協(xié)同，承擔的國家新材料領域重大科技攻關項目取得重要進展，成功研發(fā)出兼具超高強度與良好延展性的新型超薄銅箔，系統(tǒng)性突破了行業(yè)長期面臨的強度與延展性難以協(xié)同提升的技術瓶頸。相關研究成果已發(fā)表于《Materials Science & Engineering A》《Advanced Energy Materials》《C-Journal of Carbon Research》等國際權威期刊。
技術突破 創(chuàng)新 “雙峰異構”晶粒結構
此項技術突破的核心在于創(chuàng)新性地通過調(diào)控直流電沉積過程中的特定工藝技術，實現(xiàn)了銅箔晶粒生長動力學的精確調(diào)控，制備出具有獨特“雙峰異構”晶粒尺寸結構的超薄銅箔，其中超細晶區(qū)與粗晶區(qū)平均晶粒尺寸分別約為0.2微米與0.7微米，形成典型的亞微米尺度雙峰分布。
這種獨特的顯微組織在變形過程中表現(xiàn)出顯著的異構變形誘導強化機制，在細晶與粗晶界面區(qū)域產(chǎn)生應變不相容并誘導高密度幾何必需位錯的積累，進而形成長程背應力并維持持續(xù)加工硬化能力，使超薄銅箔在中高應變階段仍保持穩(wěn)定塑性變形，實現(xiàn)強度與塑性的協(xié)同平衡。
基于上述結構創(chuàng)新，連續(xù)生產(chǎn)厚度為5-6微米該新型超薄銅箔，展現(xiàn)出卓越的綜合力學性能：抗拉強度超過650MPa，同時平均延伸率仍保持在6%以上。該材料體系為高能量密度電池的前沿應用提供了關鍵基礎材料支撐。
產(chǎn)業(yè)應用 破解高容量負極痛點
這款銅箔憑借其卓越的綜合性能，不僅在各類高可靠性先進應用場景中展現(xiàn)出巨大潛力，更重要的是，它為動力電池能量密度的提升提供了關鍵材料基礎。
尤其是在采用高硅含量等高容量負極的電池體系中，集流體需在高強度（以應對電極材料在循環(huán)中的體積膨脹應力）與良好延展性（確保極片加工與長期循環(huán)的可靠性）之間實現(xiàn)精細平衡。諾德股份研發(fā)的新型超薄銅箔精準契合這一核心需求，有望有效解決當前行業(yè)面臨的瓶頸問題，為下一代高能量密度電池的產(chǎn)業(yè)化落地提供堅實支撐。
前瞻價值 賦能下一代電池管理系統(tǒng)
當前，電池技術領域正加速融合電化學、光學、聲學等多模態(tài)傳感技術，致力于發(fā)展可實時感知電池內(nèi)部反應、結構演變與失效機制的原位監(jiān)測策略。銅箔作為負極集流體的關鍵功能材料，是電流傳輸與多物理信號耦合的重要載體。
新型高性能銅箔與先進傳感策略協(xié)同，可實現(xiàn)電-機-熱多物理場信號的高精度、高一致性同步采集與關聯(lián)分析，為下一代智能電池管理系統(tǒng)（BMS）提供多維度、實時的融合數(shù)據(jù)輸入。這不僅顯著增強電池狀態(tài)估計與失效預警的前瞻性和準確度，也為構建高安全、長壽命的電池系統(tǒng)奠定了關鍵基礎。
此項技術突破，充分體現(xiàn)了諾德股份在高端電子材料領域的前沿技術布局與集成創(chuàng)新能力，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)向高附加值、高技術密度環(huán)節(jié)升級提供了重要的材料支撐，助力產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)更安全、更高效、更可持續(xù)的發(fā)展路徑。
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