发布时间：2021-01-26点击：3529
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；；；；；ぷ饔谩！。 。。。 。。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；；；；；ぷ饔谩！。 。。。 。。
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。。。 。。。 。。
来源：网络
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