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为什么锂电池组负极用铜箔,正极用铝箔?

钜大LARGE  |  点击量:10744次  |  2022年06月08日  

为何锂离子电池用铜箔做负极,铝箔做正极


锂离子电池常用的正极集电极是铝箔,负极集电极是铜箔。为了保证电池中收集器的稳定性,两者的纯度都要求在98%以上。锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品锂离子电池或电池的电动汽车,我们都希望尽可能高能量密度电池,锂离子电池组重量越来越轻,而在收集器,最重要是流体厚度和重量的下降,从直观的降低电池的体积和重量。使用铝箔作为锂离子电池的正极,使用铜箔作为负极有三个原因。


首先,铜箔铝箔导电性能好,质地柔软,价格便宜。众所周知,锂离子电池是通过电化学装置将化学能转化为电能来工作的。在这个过程中,我们要一种介质把化学能转换成电能。而在一般数据中,金属数据是最好的传导率数据,而在金属数据中便宜的传导率和好的是铜箔和铝箔。同时,在锂离子电池方面,我们重要有缠绕和层压加工。与绕线相比,电池制备所要的极片具有一定的柔软性,以保证绕线时极片不会变脆。在金属资料中,铜箔也是一种软金属。最后,考虑到电池的制备成本,铜箔相对便宜,而且世界上铜铝资源丰富。


其次,铜箔在空气中相对稳定。铝与氧气攻击是非常简单的化学反应,在铝表层出现一层氧化膜,阻止铝的进一步反应,这一层很薄的氧化膜在对铝电解液也有一定维护的影响。铜在空气中相对稳定,但在干燥的空气中不发生反应。


三是锂离子电池正极和负极的电位分辨正极用铝箔,负极用铜箔,而不是相反。正极电位高,铜箔在高电位下易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表面有致密的氧化膜,对铝内部也有良好的保护用途。选择这两种材料进行流体收集,是因为它们具有良好的导电性、柔软的质地(这也可能有助于粘接)、相对常见且相对便宜,而且在两个表面上都能形成氧化维护膜。


随着近年来锂离子电池的快速发展,对锂离子电池铜箔厚度的要求也越来越高。阳性的铝箔从几年前的16um下降到14um,然后下降到12um。现在许多电池制造商已经批量生产10微米甚至8微米的铝箔。由于其良好的柔韧性,用于负极的铜箔从12um减少到10um,再减少到8um。到目前为止,大量的电池厂家已经开始批量生产6um,部分厂家正在开发5um/4um的电池可以使用。由于锂离子电池对铜箔和铝箔的纯度要求较高,数据密度基本处于同一水平。随着显影厚度的减小,表面密度也相应减小,电池的成分自然也越来越小。


这就是为什么锂离子电池用铜箔做阴极,铝箔做阳极。

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