鋰離子電池負(fù)極為什么用銅箔不用鋁箔

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-30 09:48  瀏覽量：次

　　鋰離子電池負(fù)極為什么用銅箔不用鋁箔？提升鋰離子電池比能量的途徑無(wú)非是使用更高容量的正負(fù)極材料，厚度更薄的隔膜紙，厚度更薄的銅箔鋁箔，盡可能的減少其他輔助添加物。鋰離子電池集流體的主要材料是金屬箔（如銅箔、鋁箔），其功用是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來(lái)，以便形成較大的電流輸出。

　　鋰離子電池負(fù)極為什么用銅箔不用鋁箔？

　　根據(jù)鋰離子電池的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正極和負(fù)極材料需涂覆于導(dǎo)電集流體上，因此集流體應(yīng)與活性物質(zhì)充分接觸，并且內(nèi)阻應(yīng)盡可能小。銅箔和鋁箔具有良好的導(dǎo)電性、、已形成氧化保護(hù)膜、質(zhì)地較軟有利于粘結(jié)、制造技術(shù)較成熟、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)，因此被選擇作為鋰離子電池集流體的主要材料。

　　鋰離子電池的正極電位高，鋁箔的氧化層比較致密，可防止集流體氧化，而銅在高電位下會(huì)發(fā)生嵌鋰反應(yīng)，不宜做正極集流體，正極集流體一般采用鋁箔；而負(fù)極的電位低，鋁箔在低電位下易形成鋁鋰合金，負(fù)極集流體一般采用銅箔，銅箔和鋁箔之間不具備互替性。

　　一是銅鋁箔導(dǎo)電性好，質(zhì)地軟，價(jià)格便宜。

　　二是銅鋁箔在空氣中也相對(duì)比較穩(wěn)定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鋁表面層生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進(jìn)一步反應(yīng)，而這層很薄的氧化膜在電解液中對(duì)鋁也有一定的保護(hù)作用。

　　三是鋰電池正負(fù)極電位決定正極用鋁箔，負(fù)極用銅箔，而非反過來(lái)。正極電位高，銅箔在高電位下很容易被氧化，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對(duì)內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。

　　鋰電銅箔性能指標(biāo)對(duì)鋰電池的影響

　　作為鋰電池的集流體的鋰電銅箔，一般厚度通常在7-20μm之間。目前新能源汽車配備的銅箔厚度為8~12μm，整車銅箔的質(zhì)量達(dá)到10kg以上。鋰電銅箔厚度越小，意味著電池的重量將越輕。

　　同時(shí)，更薄的鋰電銅箔也意味著更小的電阻，則電池的性能也將得到提升。因此，減輕電池上銅箔的質(zhì)量，降低銅箔原材料成本，同時(shí)提供更高的能量密度，成為動(dòng)力鋰電池用銅箔關(guān)鍵。我們認(rèn)為，未來(lái)使用更加輕薄的鋰電銅箔是大趨勢(shì)。

　　微孔箔材在鋰離子電池的應(yīng)用具有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

　　1、直接有效提升鋰電池比能量

　　同等規(guī)格的箔材，孔隙率17%的微孔箔，重量減少17%;同等面密度，正負(fù)極壓實(shí)提高。

　　2、有效提升鋰電池倍率性能

　　常規(guī)箔材的鋰電池，鋰離子的遷移通過箔材二維方向向極耳端擴(kuò)散，箔材通孔后，鋰離子的擴(kuò)散路徑可轉(zhuǎn)化為立體全方位穿透，且可通過進(jìn)入到孔隙間的正負(fù)極材料與箔材的接觸面增加，縮小鋰離子遷移半徑，提高導(dǎo)電效率。

　　3、有效降低鋰電池內(nèi)阻

　　同等箔材做的對(duì)比顯示，同時(shí)使用用沖孔銅箔與鋁箔可有效降低內(nèi)阻8%~20%。

　　4、鋰電池電解液確保浸潤(rùn)一致性

　　常規(guī)箔材的鋰電池，電解液從縱向四周向中心擴(kuò)散浸潤(rùn)，打孔后是呈立體式滲透擴(kuò)散，徹底消除部分電池極片中心浸潤(rùn)不到的問題。行業(yè)內(nèi)，已有反饋單體電芯一致性不夠的原因之一就是浸潤(rùn)一致性引起的。

　　銅箔在鋰離子電池中既是負(fù)極活性材料的載體，又是負(fù)極電子的收集與傳導(dǎo)體，因此對(duì)其有特殊的技術(shù)要求，即必須具有良好的導(dǎo)電性，表面能均勻地涂敷負(fù)極材料而不脫落，并具有良好的耐蝕性。