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锂電池用正負極集流體的類别及工藝流程有哪些?

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锂電池用正負極集流體的類别及工藝流程有哪些?

發布日期:2019-01-19 作者: 點擊:

 對于锂離子電池來說,通常使用的正極集流體是鋁箔,負極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池内部穩定性,二者純度都要求在98%以上。随着锂電技術的不斷發展,無論是用于數碼産品的锂電池還是電動汽車的電池,我們都希望電池的能量密度盡量高,電池的重量越來越輕,而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量,從直觀上來減少電池的體積和重量。


    1.锂電用銅鋁箔厚度要求


    随着近些年锂電迅猛發展,锂電池用集流體發展也很快。正極鋁箔由前幾年的16um降低到14um,再到12um,現在已經不少電池生産廠家已經量産使用10um的鋁箔,甚至用到8um。而負極用銅箔,由于本身銅箔柔韌性較好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前有很大部分電池廠家量産用6um,以及部分廠家正在開發的5um/4um都是有可能使用的。由于锂電池對于使用的銅鋁箔純度要求高,材料的密度基本在同一水平,随着開發厚度的降低,其面密度也相應降低,電池的重量自然也是越來越小,全自動卷繞機廠家符合我們對于锂電池的需求。


    2.锂電用銅鋁箔表面粗糙度要求


    對于集流體,除了其厚度重量對锂電池有影響外,集流體表面性能對電池的生産及性能也有較大的影響。尤其是負極集流體,由于制備技術的缺陷,市場上的銅箔以單面毛、雙面毛、雙面粗化品種為主。這種兩面結構不對稱導緻負極兩面塗層接觸電阻不對稱,進而使兩面負極容量不能均勻釋放;同時,兩面不對稱也引發負極塗層粘結強度不一緻,是的兩面負極塗層充放電循環壽命嚴重失衡,進而加快電池容量的衰減。

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    3.為什麼負極用銅箔,正極用鋁箔?


    一是銅鋁箔導電性好,質地軟,價格便宜。我們都知道,锂電池工作原理是将化學能轉化為電能的一種電化學裝置,那麼在這個過程中,我們需要一種介質把化學能轉化的電能傳遞出來,這裡就需要導電的材料。而在普通材料中,金屬材料是導電性最好的材料而在金屬材料裡價格便宜導電性又好的就是銅箔和鋁箔。同時,在锂電池中,我們主要有卷繞和疊片兩種加工方式。


    相對于卷繞來說,需要用于制備電池的極片具有一定的柔軟性,才能保證極片在卷繞時不發生脆斷等問題,而的金屬材料中,銅鋁箔也是質地較軟的金屬。最後就是考慮電池制備成本,相對來說,銅鋁箔價格相對便宜,世界上銅和鋁元素資源豐富。


    二是銅鋁箔在空氣中也相對比較穩定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發生化學反應,在鋁表面層生成一層緻密的氧化膜,阻止鋁的進一步反應,而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護作用。銅在空氣中本身比較穩定,在幹燥的空氣中基本不反應。




  


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