什么是锂离子电池，锂离子电池用铜箔的发展趋势
来源：宝鄂实业
2019-04-28 12:06
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随着电子产品的大量应用, 对锂离子电池的规格和质量提出了更高的要求, 也为锂离子电池工业和铜箔工业的发展带来了新的契机, 同时对铜箔的性能和质量提出了更高的要求:
1、铜箔的性能、精度、一致性要求更高;
2、厚度更薄, 以满足锂离子电池的高体积容量要求。目前的方向是开发厚度小于9m的铜箔;
3、对表面进行微观处理, 以增强抗氧化、抗腐蚀和导电能力, 以及与负极活性物质的附着强度;
4、为适应聚合物锂离子电池和高容量合金类负极材料的需要, 开发二维乃至三维铜箔。
1、铜箔物理性能
亲水性
铜箔的亲水性与本身的组织结构及表面粗糙度相关, 直接影响到与负极活性物质的接触能力、附着能力、电极制作过程和电极质量。电解铜箔对负极活性物质必须具备较好的粘结强度, 以便均匀地涂敷负极物质而不脱落, 否则会影响到电池内阻和循环使用寿命等, 这就要求铜箔表面要有一定粗糙度。但据涂布在线了解，表面粗糙度并不是越大越好, 随着表面粗糙程度的增加,容易润湿的表面变得更容易润湿、亲水性更好, 而难润湿的表面变得更难润湿、亲水性更差。石墨等负极活性物质与表面粗糙度大的电解铜箔接触性差、附着力低、易脱落, 直接影响电池的循环寿命。
面密度
铜箔的面密度是指单位面积的质量, 反映铜箔厚度的均匀程度, 直接影响负极电极活性物质的涂敷量。铜箔的厚度均匀度如果波动太大, 最终将影响到电池容量和一致性。
耐折性
不同类型的锂离子电池对负极铜箔耐折性能的要求也不同。相对于叠片式电池来说, 卷绕式电池要求铜箔具有更好的耐折性能。
抗拉强度及延伸率
铜箔必须具有足够的抗拉强度及延伸率, 否则在对涂有石墨等活性物质的负极极片进行压平的过程中, 铜箔与活性物质间的接触性能会变差, 使负极的尺寸稳定性和平整性变差, 同时易产生极片断裂等问题。这些都将影响负极制作的成品率、电池容量、内阻和循环寿命等。
2、铜箔的化学性能
电解铜箔生产中, 生箔具有较强活性, 易与空气中的氧发生氧化反应, 故必须进行钝化处理, 形成一层氧化物保护膜(钝化膜)。据涂布在线了解，若氧化膜属半导体、太厚, 电子难以导通, 阻抗较大, 将会增加电池内阻, 从而导致电池容量衰减; 若氧化层太疏松, 将会降低负极活性物质的附着力。此外, 锂离子电池用有机电解液有较强的腐蚀性, 因此要求铜箔应有良好的耐蚀性。
3、铜箔表面质量
铜箔表面质量对负极制作过程、制作质量和电池性能都会有明显影响(表3)。表面瑕疵将导致铜箔附着力下降, 出现涂布露箔点、阴阳面(双面涂敷量不均) , 对电池的容量、内阻、循环寿命等产生严重影响,甚至直接导致电极报废。锂离子电池用铜箔的表面必须洁净、平整, 不允许有任何条纹、凹陷、针孔、斑点和机械损伤等缺陷。
