锂铜箔性能指标对锂电池性能的影响分析
来源：宝鄂实业
2019-12-14 22:01
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为什么用铜箔代替铝箔?提高锂离子电池能量的唯一途径是使用更大容量的正极和负极材料，更薄的隔膜纸，更薄的铜箔和铝箔，并尽量减少其他辅助添加剂。锂离子电池收集液的主要材料是金属箔(如铜箔、铝箔)，其作用是收集电池活性物质所产生的电流，从而形成较大的电流输出。
为什么用铜箔代替铝箔?
根据锂离子电池的工作原理和结构设计，正极和负极材料应涂覆在导电收集液上，所以收集液应与活性材料充分接触，内阻应尽可能小。铜箔和铝箔具有导电性好、形成氧化保护膜、质地柔软利于粘结、制造工艺相对成熟、价格相对低廉等优点，因此被选为锂离子电池的主要流体收集材料。
锂离子电池的正极电位高，铝箔的氧化层比较致密，可以防止流体的氧化收集。但是在高电位下铜会与锂嵌在一起，所以不适合做正极流体收集。正电极流体收集一般采用铝箔。但负电势低，铝箔在低电势下容易形成铝锂合金，负流体的收集一般采用铜箔，铜箔与铝箔不具有互换性。
锂离子电池。JPG
一是铜箔铝箔导电性能好，质地柔软，价格便宜。
其次，铜箔在空气中相对稳定。铝很容易与空气中的氧发生反应，在铝的表层形成致密的氧化膜，防止进一步的反应，而这种非常薄的氧化膜对电解液中的铝也有一定的保护作用。
第三，锂电池的正负电位决定了使用铝箔作为正极，铜箔作为负极，而不是相反。正极电位高，铜箔在高电位下容易被氧化，而铝的氧化电位高，而且铝箔表面有致密的氧化膜，这对内部的铝也有很好的保护作用。
锂铜箔性能指标对锂电池性能的影响
锂电池的集液铜箔厚度一般在7 ~ 20nm之间。目前，新能源汽车铜箔厚度为8~12厘米，整车铜箔重量超过10kg。铜箔越薄，电池就越轻。
同时，更薄的锂离子铜箔也意味着更少的电阻，从而提高了电池的性能。因此，降低电池上铜箔的质量，降低铜箔原材料的成本，提供更高的能量密度，成为动力锂电池铜箔的关键。我们认为，未来使用较轻的锂铜箔是大势所趋。
微孔箔在锂离子电池应用中的优势是什么?
1. 直接有效地提高锂电池的比能
同一规格片材，微孔铝箔，孔隙率17%，减重17%;在相同的表面密度下，正、负极压实均增大。
2. 有效提高锂电池的倍增器性能
对于常规的锂电池箔，锂离子的迁移沿箔的二维方向扩散到极尖。当金属箔穿过孔后，锂离子的扩散路径可以转化为三维的全方位渗透。此外，阳极与金属箔之间的接触面可以通过进入孔隙来增大，减小锂离子的迁移半径，提高导电效率。
3.有效降低锂电池内阻
通过对同类型铝箔的对比，发现穿孔铜箔和铝箔的使用可以有效降低内阻8% ~ 20%。
4. 锂电池电解液保证了连续的渗透
锂电池的常规箔、电解液由纵向绕中心扩散渗透，穿孔是一种三维渗透扩散，完全消除了电池极中心部分渗透的问题。在行业中，反馈单元一致性不足的原因之一是渗透的一致性。
