发布时间：2021-01-26点击：3521
锂离子电池通常使用的正极集流体是铝箔，，， ，， ，，负极集流体是铜箔 。。。 。。。。集流体的作用主要就是导电 。。。 。。。。这个跟我们电线的材料类似也是用的铜丝或者铝丝 。。。 。。。。这是因为导体依导电系数可分为银→铜→金→铝→钨→镍→铁 。。。 。。。。***好的肯定是银，，， ，， ，，但是贵金属元素毕竟稀有，，， ，， ，，而世界上铜和铝元素资源丰富，，， ，， ，，价格也相对便宜 。。。 。。。。
同时，，， ，， ，，在锂电池中，，， ，， ，，我们主要有卷绕和叠片两种加工方式 。。。 。。。。相对于卷绕来说，，， ，， ，，需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性，，， ，， ，，才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题，，， ，， ，，而金属材料中，，， ，， ，，铜铝箔也是质地较软的金属 。。。 。。。。另一方面，，， ，， ，，铜铝箔在空气中也相对比较稳定 。。。 。。。。铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应，，， ，， ，，在铝表面层生成一层致密的氧化膜，，， ，， ，，阻止铝的进一步反应，，， ，， ，，而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的�；；；；；ぷ饔� 。。。 。。。。铜在空气中本身比较稳定，，， ，， ，，在干燥的空气中基本不反应 。。。 。。。。铜/镍表面氧化层属于半导体，，， ，， ，，电子导通；；；；；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，，， ，， ，，氧化层不能导电，，， ，， ，，但由于其很� 。。。 。。。。�，， ，， ，，通过隧道效应实现电子电导，，， ，， ，，若氧化层较厚，，， ，， ，，阻抗较大，，， ，， ，，导电性能差，，， ，， ，，甚至绝缘 。。。 。。。。一般集流体在使用前***好要经过表面清洗，，， ，， ，，一方面洗去油污，，， ，， ，，同时可除去厚氧化层 。。。 。。。。
锂电池正负极电位决定正极用铝箔，，， ，， ，，负极用铜箔，，， ，， ，，而非反过来 。。。 。。。。正极电位高，，， ，， ，，铜/镍箔氧化层较疏松些，，， ，， ，，在高电位下很容易被氧化，，， ，， ，，而铝的氧化电位高，，， ，， ，，且铝箔表层有致密的氧化膜，，， ，， ，，对内部的铝也有较好的�；；；；；ぷ饔� 。。。 。。。。
另外一点就是铝在低电位下与锂会发生合金化反应（例如负极为锂0 V或石墨0.2 V）因而被消耗 。。。 。。。。金属铝的晶格八面体空隙大小与Li 大小相近，，， ，， ，，极易与Li形成金属间隙化合物，，， ，， ，，Li 和Al不仅形成了化学式为LiAl的合金，，， ，， ，，还有可能形成了Li3Al2或Li4Al3 。。。 。。。。由于金属Al与Li 反应的高活泼性，，， ，， ，，使金属Al消耗了大量的Li ，，， ，， ，，本身的结构和形态也遭到破坏，，， ，， ，，故不能作为锂离子电池负极的集流体；；；；；而Cu在电池充放电过程中，，， ，， ，，只有很少的嵌锂容量，，， ，， ，，并且保持了结构和电化学性能的稳定，，， ，， ，，可作为锂离子电池负极的集流体；；；；；但是若铜/镍表面大量氧化，，， ，， ，，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应，，， ，， ，，Cu箔在3.75V时，，， ，， ，，极化电流开始显著增大，，， ，， ，，并且呈直线上升，，， ，， ，，氧化加剧，，， ，， ，，表明Cu在此电位下开始不稳定；；；；；而铝箔在整个极化电位区间，，， ，， ，，极化电流较� 。。。 。。。。�，， ，， ，，并且恒定，，， ，， ，，没有观察到明显腐蚀现象的发生，，， ，， ，，保持了电化学性能的稳定 。。。 。。。。由于在锂离子电池正极电位区间，，， ，， ，， Al的嵌锂容量较� 。。。 。。。。�，， ，， ，，并且能够保持电化学稳定，，， ，， ，，适合作锂离子电池的正极集流体 。。。 。。。。如果使用高电位负极（钛酸锂1.5 V）的话，，， ，， ，，集流体也是可以用铝箔的 。。。 。。。。
1.锂电用铜铝箔纯度要求
为了保证集流体在电池内部稳定性，，， ，， ，，二者纯度都要求在98%以上 。。。 。。。。Al的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，，， ，， ，，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金 。。。 。。。。
2.锂电用铜铝箔厚度要求
随着近些年锂电迅猛发展，，， ，， ，，锂电池用集流体发展也很快 。。。 。。。。正极铝箔由前几年的16um降低到14um，，， ，， ，，再到12um，，， ，， ，，现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔，，， ，， ，，甚至用到8um 。。。 。。。。而负极用铜箔，，， ，， ，，由于本身铜箔柔韧性较好，，， ，， ，，其厚度由之前12um降低到10um，，， ，， ，，再到8um，，， ，， ，，到目前有很大部分电池厂家量产用6um，，， ，， ，，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的 。。。 。。。。由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高，，， ，， ，，材料的密度基本在同一水平，，， ，， ，，随着开发厚度的降低，，， ，， ，，其面密度也相应降低，，， ，， ，，电池的重量自然也是越来越� 。。。 。。。。�，， ，， ，，符合我们对于锂电池的需求 。。。 。。。。
3.锂电用铜铝箔表面粗糙度要求
对于集流体，，， ，， ，，除了其厚度重量对锂电池有影响外，，， ，， ，，集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响 。。。 。。。。尤其是负极集流体，，， ，， ，，由于制备技术的缺陷，，， ，， ，，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主 。。。 。。。。这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称，，， ，， ，，进而使两面负极容量不能均匀释放；；；；；同时，，， ，， ，，两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，，， ，， ，，使两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡，，， ，， ，，进而加快电池容量的衰减 。。。 。。。。
来源：网络
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