鋰離子電池的正極為什么用鋁箔,而負(fù)極用銅箔?
來源:存能電氣 日期:2020-02-21 11:59 瀏覽量:次
鋰離子電池的正極為什么用鋁箔,而負(fù)極用銅箔?鋰離子電池的四大主要部分是正極材料、負(fù)極材料、隔離膜和電解液。銅箔和鋁箔具有良好的導(dǎo)電性、、已形成氧化保護(hù)膜、質(zhì)地較軟有利于粘結(jié)、制造技術(shù)較成熟、價(jià)格相對低廉等優(yōu)勢,因此被選擇作為鋰電池集流體的主要材料。
鋰離子電池的正極為什么用鋁箔,而負(fù)極用銅箔?
一是銅鋁箔導(dǎo)電性好,質(zhì)地軟,價(jià)格便宜。在普通材料中,金屬材料是導(dǎo)電性最好的材料而在金屬材料里價(jià)格便宜導(dǎo)電性又好的就是銅箔和鋁箔。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(shí)不發(fā)生脆斷等問題,而金屬材料中,銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。最后就是考慮電池制備成本,相對來說,銅鋁箔價(jià)格相對便宜.
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(jìn)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(hù)作用。銅在空氣中本身比較穩(wěn)定,在干燥的空氣中基本不反應(yīng)。
三是鋰電池正負(fù)極電位決定正極用鋁箔,負(fù)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(hù)作用。
四是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(huì)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(fù)極的電位低,鋁箔在低電位下易形成鋁鋰合金,負(fù)極集流體一般采用銅箔,銅箔和鋁箔之間不具備互替性。
鋰電池如何區(qū)分正負(fù)極材料?
鋰電池正極材料二氧化錳是主要成分,用來產(chǎn)生充放電的化學(xué)反應(yīng)、添加成分是為了提高電池的性能。鋰電池負(fù)極材料金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料,這些東西涂在銅箔上、負(fù)極上發(fā)生的。
正極材料一直是鋰離子電池核心,它的選擇直接決定了電池性能的高低。正極材料的選擇主要是,可逆脫鋰和嵌鋰的過渡金屬氧化物,是鋰離子電池的重要成分之一。鋰離子電池常用的正極材料有錳酸鋰,鈷酸鋰,磷酸鐵鋰以及三元材料等,常用的負(fù)極材料包括碳材料及硅基材料等。
在鋰離子電池材料中,負(fù)極材料屬于重要的組成部分,能夠?qū)φw電池的性能產(chǎn)生較大影響。目前,負(fù)極材料主要被劃分為兩個(gè)類別,一種為商業(yè)化應(yīng)用的碳材料,例如天然石墨、軟碳等,另一類為正處于研發(fā)狀態(tài),但是市場前景一片大好的非碳負(fù)極材料,例如硅基材料、合金材料、錫金材料等等。
總結(jié);就各個(gè)鋰電材料而言,盈利能力改善的程度并不相同。對于鋰離子電池來說,通常使用的正極集流體是鋁箔,負(fù)極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池內(nèi)部穩(wěn)定性,二者純度都要求在98%以上。
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