鋰銅箔性能指標(biāo)對(duì)鋰電池性能的影響分析
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-14 22:01
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為什么用銅箔代替鋁箔?提高鋰離子電池能量的唯一途徑是使用更大容量的正極和負(fù)極材料，更薄的隔膜紙，更薄的銅箔和鋁箔，并盡量減少其他輔助添加劑。鋰離子電池收集液的主要材料是金屬箔(如銅箔、鋁箔)，其作用是收集電池活性物質(zhì)所產(chǎn)生的電流，從而形成較大的電流輸出。
為什么用銅箔代替鋁箔?
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)極材料應(yīng)涂覆在導(dǎo)電收集液上，所以收集液應(yīng)與活性材料充分接觸，內(nèi)阻應(yīng)盡可能小。銅箔和鋁箔具有導(dǎo)電性好、形成氧化保護(hù)膜、質(zhì)地柔軟利于粘結(jié)、制造工藝相對(duì)成熟、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被選為鋰離子電池的主要流體收集材料。
鋰離子電池的正極電位高，鋁箔的氧化層比較致密，可以防止流體的氧化收集。但是在高電位下銅會(huì)與鋰嵌在一起，所以不適合做正極流體收集。正電極流體收集一般采用鋁箔。但負(fù)電勢(shì)低，鋁箔在低電勢(shì)下容易形成鋁鋰合金，負(fù)流體的收集一般采用銅箔，銅箔與鋁箔不具有互換性。
鋰離子電池。JPG
一是銅箔鋁箔導(dǎo)電性能好，質(zhì)地柔軟，價(jià)格便宜。
其次，銅箔在空氣中相對(duì)穩(wěn)定。鋁很容易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，在鋁的表層形成致密的氧化膜，防止進(jìn)一步的反應(yīng)，而這種非常薄的氧化膜對(duì)電解液中的鋁也有一定的保護(hù)作用。
第三，鋰電池的正負(fù)電位決定了使用鋁箔作為正極，銅箔作為負(fù)極，而不是相反。正極電位高，銅箔在高電位下容易被氧化，而鋁的氧化電位高，而且鋁箔表面有致密的氧化膜，這對(duì)內(nèi)部的鋁也有很好的保護(hù)作用。
鋰銅箔性能指標(biāo)對(duì)鋰電池性能的影響
鋰電池的集液銅箔厚度一般在7 ~ 20nm之間。目前，新能源汽車銅箔厚度為8~12厘米，整車銅箔重量超過10kg。銅箔越薄，電池就越輕。
同時(shí)，更薄的鋰離子銅箔也意味著更少的電阻，從而提高了電池的性能。因此，降低電池上銅箔的質(zhì)量，降低銅箔原材料的成本，提供更高的能量密度，成為動(dòng)力鋰電池銅箔的關(guān)鍵。我們認(rèn)為，未來使用較輕的鋰銅箔是大勢(shì)所趨。
微孔箔在鋰離子電池應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)是什么?
1. 直接有效地提高鋰電池的比能
同一規(guī)格片材，微孔鋁箔，孔隙率17%，減重17%;在相同的表面密度下，正、負(fù)極壓實(shí)均增大。
2. 有效提高鋰電池的倍增器性能
對(duì)于常規(guī)的鋰電池箔，鋰離子的遷移沿箔的二維方向擴(kuò)散到極尖。當(dāng)金屬箔穿過孔后，鋰離子的擴(kuò)散路徑可以轉(zhuǎn)化為三維的全方位滲透。此外，陽極與金屬箔之間的接觸面可以通過進(jìn)入孔隙來增大，減小鋰離子的遷移半徑，提高導(dǎo)電效率。
3.有效降低鋰電池內(nèi)阻
通過對(duì)同類型鋁箔的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)穿孔銅箔和鋁箔的使用可以有效降低內(nèi)阻8% ~ 20%。
4. 鋰電池電解液保證了連續(xù)的滲透
鋰電池的常規(guī)箔、電解液由縱向繞中心擴(kuò)散滲透，穿孔是一種三維滲透擴(kuò)散，完全消除了電池極中心部分滲透的問題。在行業(yè)中，反饋單元一致性不足的原因之一是滲透的一致性。
