鋰離子電池負極為什么用銅箔不用鋁箔

來源：存能電氣  日期：2019-08-30 09:48  瀏覽量：次

　　鋰離子電池負極為什么用銅箔不用鋁箔？提升鋰離子電池比能量的途徑無非是使用更高容量的正負極材料，厚度更薄的隔膜紙，厚度更薄的銅箔鋁箔，盡可能的減少其他輔助添加物。鋰離子電池集流體的主要材料是金屬箔（如銅箔、鋁箔），其功用是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來，以便形成較大的電流輸出。

　　鋰離子電池負極為什么用銅箔不用鋁箔？

　　根據(jù)鋰離子電池的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，正極和負極材料需涂覆于導(dǎo)電集流體上，因此集流體應(yīng)與活性物質(zhì)充分接觸，并且內(nèi)阻應(yīng)盡可能小。銅箔和鋁箔具有良好的導(dǎo)電性、、已形成氧化保護膜、質(zhì)地較軟有利于粘結(jié)、制造技術(shù)較成熟、價格相對低廉等優(yōu)勢，因此被選擇作為鋰離子電池集流體的主要材料。

　　鋰離子電池的正極電位高，鋁箔的氧化層比較致密，可防止集流體氧化，而銅在高電位下會發(fā)生嵌鋰反應(yīng)，不宜做正極集流體，正極集流體一般采用鋁箔；而負極的電位低，鋁箔在低電位下易形成鋁鋰合金，負極集流體一般采用銅箔，銅箔和鋁箔之間不具備互替性。

　　一是銅鋁箔導(dǎo)電性好，質(zhì)地軟，價格便宜。

　　二是銅鋁箔在空氣中也相對比較穩(wěn)定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鋁表面層生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進一步反應(yīng)，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。

　　三是鋰電池正負極電位決定正極用鋁箔，負極用銅箔，而非反過來。正極電位高，銅箔在高電位下很容易被氧化，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對內(nèi)部的鋁也有較好的保護作用。

　　鋰電銅箔性能指標對鋰電池的影響

　　作為鋰電池的集流體的鋰電銅箔，一般厚度通常在7-20μm之間。目前新能源汽車配備的銅箔厚度為8~12μm，整車銅箔的質(zhì)量達到10kg以上。鋰電銅箔厚度越小，意味著電池的重量將越輕。

　　同時，更薄的鋰電銅箔也意味著更小的電阻，則電池的性能也將得到提升。因此，減輕電池上銅箔的質(zhì)量，降低銅箔原材料成本，同時提供更高的能量密度，成為動力鋰電池用銅箔關(guān)鍵。我們認為，未來使用更加輕薄的鋰電銅箔是大趨勢。

　　微孔箔材在鋰離子電池的應(yīng)用具有哪些優(yōu)勢呢？

　　1、直接有效提升鋰電池比能量

　　同等規(guī)格的箔材，孔隙率17%的微孔箔，重量減少17%;同等面密度，正負極壓實提高。

　　2、有效提升鋰電池倍率性能

　　常規(guī)箔材的鋰電池，鋰離子的遷移通過箔材二維方向向極耳端擴散，箔材通孔后，鋰離子的擴散路徑可轉(zhuǎn)化為立體全方位穿透，且可通過進入到孔隙間的正負極材料與箔材的接觸面增加，縮小鋰離子遷移半徑，提高導(dǎo)電效率。

　　3、有效降低鋰電池內(nèi)阻

　　同等箔材做的對比顯示，同時使用用沖孔銅箔與鋁箔可有效降低內(nèi)阻8%~20%。

　　4、鋰電池電解液確保浸潤一致性

　　常規(guī)箔材的鋰電池，電解液從縱向四周向中心擴散浸潤，打孔后是呈立體式滲透擴散，徹底消除部分電池極片中心浸潤不到的問題。行業(yè)內(nèi)，已有反饋單體電芯一致性不夠的原因之一就是浸潤一致性引起的。

　　銅箔在鋰離子電池中既是負極活性材料的載體，又是負極電子的收集與傳導(dǎo)體，因此對其有特殊的技術(shù)要求，即必須具有良好的導(dǎo)電性，表面能均勻地涂敷負極材料而不脫落，并具有良好的耐蝕性。