为什么锂电池负极用铜箔正极用铝箔？

对于锂离子电池来说，一般运用的正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔。为了确保集流体在电池内部安稳性，二者纯度都要求在98%以上。跟着锂电技能的不断发展，无论是用于数码产品的锂电池仍是电动汽车的电池，咱们都期望电池的能量密度尽量高，电池的分量越来越轻，而在集流体这块最主要便是下降集流体的厚度和分量，从直观上来减少电池的体积和分量。锂离子电池的正极为什么用铝箔，而负极用铜箔，原因有以下三点： 

 

☆一是铜铝箔导电性好，质地软，价格便宜。 

 

咱们都知道，锂电池作业原理是将化学能转化为电能的一种电化学设备，那么在这个过程中，咱们需求一种介质把化学能转化的电能传递出来，这里就需求导电的资料。而在普通资猜中，金属资料是导电性最好的资料而在金属资料里价格便宜导电性又好的便是铜箔和铝箔。一起，在锂电池中，咱们主要有卷绕和叠片两种加工方法。相对于卷绕来说，需求用于制备电池的极片具有必定的柔软性，才能确保极片在卷绕时不发作脆断等问题，而金属资猜中，铜铝箔也是质地较软的金属。最后便是考虑电池制备本钱，相对来说，铜铝箔价格相对便宜，世界上铜和铝元素资源丰富。 

 

☆二是铜铝箔在空气中也相对比较安稳。 

 

铝很容易跟空气中的氧气发作化学反响，在铝外表层生成一层细密的氧化膜，阻挠铝的进一步反响，而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有必定的维护效果。铜在空气中自身比较安稳，在枯燥的空气中基本不反响。 

 

☆三是锂电池正负极电位决定正极用铝箔，负极用铜箔，而非反过来。 

 

正极电位高，铜箔在高电位下很容易被氧化，而铝的氧化电位高，且铝箔表层有细密的氧化膜，对内部的铝也有较好的维护效果。选用两者做集流体都是因为两者导电性好，质地比较软（或许这也会有利于粘结），也相对常见比较廉价，一起两者外表都能构成一层氧化物维护膜。 

 

一、金属铝的晶格八面体空隙巨细与Li 巨细附近，极易与Li构成金属空隙化合物，Li 和Al不只构成了化学式为LiAl的合金，还有或许构成了Li3Al2或Li4Al3。因为金属Al与Li 反响的高活泼性，使金属Al耗费了大量的Li ，自身的结构和形状也遭到损坏，故不能作为锂离子电池负极的集流体；而Cu在电池充放电过程中，只有很少的嵌锂容量，而且坚持了结构和电化学功能的安稳，可作为锂离子电池负极的集流体；Cu箔在3.75V时，极化电流开始显着增大，而且呈直线上升，氧化加剧，表明Cu在此电位下开始不安稳；而铝箔在整个极化电位区间，极化电流较小，而且恒定，没有观察到显着腐蚀现象的发作，坚持了电化学功能的安稳。因为在锂离子电池正极电位区间， Al的嵌锂容量较小，而且能够坚持电化学安稳，适协作锂离子电池的正极集流体。 

 

二、铜/镍外表氧化层归于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝外表氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但因为其很薄，通过地道效应实现电子电导，若氧化层较厚，铝箔导电性级差，乃至绝缘。一般集流体在运用前最好要通过外表清洗，一方面洗去油污，一起可除去厚氧化层。 

 

三、正极电位高，铝薄氧化层十分细密，可防止集流体氧化。而铜/镍箔氧化层较疏松些，为防止其氧化，电位比较低较好，一起Li难与Cu/镍在低电位下构成嵌锂合金，可是若铜/镍外表大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发作嵌锂发应。而铝箔不能用作负极，低电位下会发作LiAl合金化。 

 

四、集流体要求成分纯。Al的成分不纯会导致外表膜不细密而发作点腐蚀，更甚因为外表膜的损坏导致生成LiAl合金。 

 

锂电用铜铝箔厚度要求： 

 

跟着近些年锂电迅猛发展，锂电池用集流体发展也很快。正极铝箔由前几年的16um下降到14um，再到12um，现在现已不少电池生产厂家现已量产运用10um的铝箔，乃至用到8um。而负极用铜箔，因为自身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um下降到10um，再到8um，到现在有很大部分电池厂家量产用6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有或许运用的。因为锂电池对于运用的铜铝箔纯度要求高，资料的密度基本在同一水平，跟着开发厚度的下降，其面密度也相应下降，电池的分量天然也是越来越小，契合咱们对于锂电池的需求。 

 

锂电用铜铝箔外表粗糙度要求： 

 

对于集流体，除了其厚度分量对锂电池有影响外，集流体外表功能对电池的生产及功能也有较大的影响。尤其是负极集流体，因为制备技能的缺陷，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。这种双面结构不对称导致负极双面涂层触摸电阻不对称，从而使双面负极容量不能均匀开释；一起，双面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，是的双面负极涂层充放电循环寿数严重失衡，从而加速电池容量的衰减。