鋰離子電池正負極

2021-08-16 06:58:53 字數 1024 閱讀 4132

鋰離子電池一般而言分為主要四大部分是正極材料、負極材料、隔離膜和電解液。但是,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。

對於鋰離子電池來說,通常使用的正極集流體是鋁箔,負極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池內部穩定性,二者純度都要求在98%以上。隨著鋰電技術的不斷發展,無論是用於數碼產品的鋰電池還是電動汽車

的電池,我們都希望電池的能量密度盡量高,電池的重量越來越輕,而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量,從直觀上來減少電池的體積和重量。

隨著近些年鋰電迅猛發展,鋰電池用集流體發展也很快。正極鋁箔由前幾年的16um降低到14um,再到12um,現在已經不少電池生產廠家已經量產使用10um的鋁箔,甚至用到8um。而負極用銅箔,由於本身銅箔柔韌性較好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前有很大部分電池廠家量產用6um,以及部分廠家正在開發的5um/4um都是有可能使用的。由於鋰電池對於使用的銅鋁箔純度要求高,材料的密度基本在同一水平,隨著開發厚度的降低,其面密度也相應降低,電池的重量自然也是越來越小,符合我們對於鋰電池的需求。

一是銅鋁箔導電性好,質地軟,**便宜。我們都知道,鋰電池工作原理是將化學能轉化為電能的一種電化學裝置,那麼在這個過程中,我們需要一種介質把化學能轉化的電能傳遞出來,這裡就需要導電的材料。而在普通材料中,金屬材料是導電性最好的材料而在金屬材料裡**便宜導電性又好的就是銅箔和鋁箔。同時,在鋰電池中,我們主要有捲繞和疊片兩種加工方式。相對於捲繞來說,需要用於製備電池的極片具有一定的柔軟性,才能保證極片在捲繞時不發生脆斷等問題,而的金屬材料中,銅鋁箔也是質地較軟的金屬。最後就是考慮電池製備成本,相對來說,銅鋁箔**相對便宜,世界上銅和鋁元素資源豐富。

二是銅鋁箔在空氣中也相對比較穩定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發生化學反應,在鋁表面層生成一層緻密的氧化膜,阻止鋁的進一步反應,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。銅在空氣中本身比較穩定,在乾燥的空氣中基本不反應。

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,且鋁箔表層有緻密的氧化膜,對內部的鋁也有較好的保護作用。

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