锂离子电池用铜箔的发展如何

锂离子电池是在锂电池基础上开发出的高能电池。锂离子电池的雏形为锂电池, 以金属锂作负极,由于在放电过程中电解液与锂反应, 在其表面形成锂枝晶, 刺穿电池隔膜, 严重影响锂离子电池的使用安全和循环性能 , 不能反复使用。由于锂在碳材料中的嵌入反应电位接近锂的电位, 且不容易与有机溶剂反应, 有很好的嵌脱锂性能, 故商业化锂离子电池广泛采用碳材料。1990 年日本Nagoura 等研制成以石油焦为负极的锂离子电池; 同年, Mo li和Sony 两大电池公司推出以碳为负极的锂离子电池; 1991 年日本Sony公司研发成功用聚糠醇树脂热解碳作负极的锂离子电池 , 从此开创了锂离子电池应用的新时期。

 

常规锂离子电池负极的组成为石墨+ 导电剂+粘结剂+ 集流体。石墨等负极材料需涂敷于导电集流体上, 经干燥、滚压、分切等工序制成负极电极; 然后与隔膜材料和正极电极一起进行卷绕或叠片构成锂离子电池。铜箔由于具有前面所述的一系列优点而成为锂离子电池负极集流体的首选材料。工业用铜箔分压延铜箔( RA 铜箔)与电解铜箔( ED 铜箔)两大类。压延铜箔具有较好的性能, 而电解铜箔的优势是成本较低。锂离子电池发展初期, 由于当时电解铜箔的性能较低, 电池厂家全部采用压延铜箔。但压延铜箔的生产工艺复杂、成本高, 且全球产能极度集中于少数几家公司(如日本的日矿( N ipponM in ing)、福田金属( Fukuda)、H itach iC able、M icrohard、美国的O lin brass)。近年来, 随着电解铜箔的物理、化学、机械和冶金性能的提高, 以及生产工艺简单、效率高、成本低等优势, 国内外大部分锂离子电池厂家都改用电解铜箔制作电池负极集流体, 但有些类型的高性能电池仍选用压延铜箔。电解铜箔有多种类型, 如高延伸率型、单面毛型、双面毛型、双面光型、双面粗化型等。