銅箔質(zhì)量對(duì)鋰離子電池性能的影響是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-03 15:13
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鋰離子電池的基本性能包括容量、電壓特性、內(nèi)阻、循環(huán)壽命、儲(chǔ)存性能、溫度特性等, 這些性能與整個(gè)電池體系的材料密切相關(guān)。對(duì)于負(fù)極, 除負(fù)極活性材料外, 銅箔的特性與質(zhì)量對(duì)電池性能和負(fù)極制作工藝(涂布、滾壓、分切等)的影響巨大。
1、銅箔物理性能
親水性
銅箔的親水性與本身的組織結(jié)構(gòu)及表面粗糙度相關(guān), 直接影響到與負(fù)極活性物質(zhì)的接觸能力、附著能力、電極制作過(guò)程和電極質(zhì)量。電解銅箔對(duì)負(fù)極活性物質(zhì)必須具備較好的粘結(jié)強(qiáng)度, 以便均勻地涂敷負(fù)極物質(zhì)而不脫落, 否則會(huì)影響到電池內(nèi)阻和循環(huán)使用壽命等, 這就要求銅箔表面要有一定粗糙度。但據(jù)涂布在線(xiàn)了解，表面粗糙度并不是越大越好, 隨著表面粗糙程度的增加,容易潤(rùn)濕的表面變得更容易潤(rùn)濕、親水性更好, 而難潤(rùn)濕的表面變得更難潤(rùn)濕、親水性更差。石墨等負(fù)極活性物質(zhì)與表面粗糙度大的電解銅箔接觸性差、附著力低、易脫落, 直接影響電池的循環(huán)壽命。
面密度
銅箔的面密度是指單位面積的質(zhì)量, 反映銅箔厚度的均勻程度, 直接影響負(fù)極電極活性物質(zhì)的涂敷量。銅箔的厚度均勻度如果波動(dòng)太大, 最終將影響到電池容量和一致性。
耐折性
不同類(lèi)型的鋰離子電池對(duì)負(fù)極銅箔耐折性能的要求也不同。相對(duì)于疊片式電池來(lái)說(shuō), 卷繞式電池要求銅箔具有更好的耐折性能。
抗拉強(qiáng)度及延伸率
銅箔必須具有足夠的抗拉強(qiáng)度及延伸率, 否則在對(duì)涂有石墨等活性物質(zhì)的負(fù)極極片進(jìn)行壓平的過(guò)程中, 銅箔與活性物質(zhì)間的接觸性能會(huì)變差, 使負(fù)極的尺寸穩(wěn)定性和平整性變差, 同時(shí)易產(chǎn)生極片斷裂等問(wèn)題。這些都將影響負(fù)極制作的成品率、電池容量、內(nèi)阻和循環(huán)壽命等。
2、銅箔的化學(xué)性能
電解銅箔生產(chǎn)中, 生箔具有較強(qiáng)活性, 易與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng), 故必須進(jìn)行鈍化處理, 形成一層氧化物保護(hù)膜(鈍化膜)。據(jù)涂布在線(xiàn)了解，若氧化膜屬半導(dǎo)體、太厚, 電子難以導(dǎo)通, 阻抗較大, 將會(huì)增加電池內(nèi)阻, 從而導(dǎo)致電池容量衰減; 若氧化層太疏松, 將會(huì)降低負(fù)極活性物質(zhì)的附著力。此外, 鋰離子電池用有機(jī)電解液有較強(qiáng)的腐蝕性, 因此要求銅箔應(yīng)有良好的耐蝕性。
3、銅箔表面質(zhì)量
銅箔表面質(zhì)量對(duì)負(fù)極制作過(guò)程、制作質(zhì)量和電池性能都會(huì)有明顯影響(表3)。表面瑕疵將導(dǎo)致銅箔附著力下降, 出現(xiàn)涂布露箔點(diǎn)、陰陽(yáng)面(雙面涂敷量不均) , 對(duì)電池的容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命等產(chǎn)生嚴(yán)重影響,甚至直接導(dǎo)致電極報(bào)廢。鋰離子電池用銅箔的表面必須潔凈、平整, 不允許有任何條紋、凹陷、針孔、斑點(diǎn)和機(jī)械損傷等缺陷。
