发布时间：2021-01-26点击：3508
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保唬�；； ；；；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，，，， ，， ，但由于其很薄，，，， ，， ，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保唬�；； ；；；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，，，， ，， ，极化电流较小，，，， ，， ，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的嵌锂容量较小，，，， ，， ，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小，，，， ，， ，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。。。 。。
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