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鋰電池負極為什么用銅箔?

鉅大LARGE  |  點擊量:15004次  |  2018年04月25日  

摘要
鋰電銅箔為鋰離子電池負極核心材料

  鋰電池是利用儲存在正極材料中的鋰離子以及電子在充電放電過程中反向移動從而實現正常工作的,其主要結構為正極、負極和電解液。除了主要的四大部分外,用來存放正負極材料的集流體也是鋰電池的重要組成部分,其主要功能是將電池活性物質產生的電流匯集起來,以便形成較大的電流對外輸出。根據鋰離子電池的工作原理和結構設計,正極和負極材料需涂覆于導電集流體上,因此集流體應與活性物質充分接觸,并且內阻應盡可能小。

  銅箔和鋁箔具有良好的導電性、、已形成氧化保護膜、質地較軟有利于粘結、制造技術較成熟、價格相對低廉等優勢,因此被選擇作為鋰電池集流體的主要材料。鋰電池的正極電位高,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生嵌鋰反應,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。

  鋰離子電池原理圖

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  鋰離子電池內部結構

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  電池的負極活性物質由約90%的負極活性物質碳材料、4%~5%的乙炔黑導電劑、6%~7%的粘合劑均勻混合后,一般將配好的負極活性醬料均勻涂覆于銅箔集流體表面,活性材料厚度為50~100m,經干燥、滾壓、分切等工序,制得負極電極。鋰電池的基本性能與整個電池系統的材料密切相關。對于負極,除負極活性材料外,銅箔的質量也對負極制作工藝及電池性能有很大影響。

  鋰電銅箔性能指標對鋰電池的影響

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  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鍵。我們認為,未來使用更加輕薄的鋰電銅箔是大趨勢。

  鋰電銅箔性能要求

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