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鋰離子電池通常使用的正極集流體是鋁箔,負極集流體是銅箔。為了保證集流體在電池內部穩定性,二者純度都要求在98%以上。隨著(zhù)鋰電技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)論是用于數碼產(chǎn)品的鋰電池還是電動(dòng)汽車(chē)的電池,我們都希望電池的能量密度盡量高,電池的重量越來(lái)越輕,而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量,從直觀(guān)上來(lái)減少電池的體積和重量。鋰離子電池的正極為什么用鋁箔,而負極用銅箔,原因有以下三點(diǎn):

1.銅鋁箔導電性好,質(zhì)地軟,價(jià)格便宜。我們都知道,鋰電池工作原理是將化學(xué)能轉化為電能的一種電化學(xué)裝置,那么在這個(gè)過(guò)程中,我們需要一種介質(zhì)把化學(xué)能轉化的電能傳遞出來(lái),這里就需要導電的材料。而在普通材料中,金屬材料是導電性最好的材料而在金屬材料里價(jià)格便宜導電性又好的就是銅箔和鋁箔。同時(shí),在鋰電池中,我們主要有卷繞和疊片兩種加工方式。相對于卷繞來(lái)說(shuō),需要用于制備電池的極片具有一定的柔軟性,才能保證極片在卷繞時(shí)不發(fā)生脆斷等問(wèn)題,而金屬材料中,銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。最后就是考慮電池制備成本,相對來(lái)說(shuō),銅鋁箔價(jià)格相對便宜,世界上銅和鋁元素資源豐富。
2.銅鋁箔在空氣中也相對比較穩定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應,在鋁表面層生成一層致密的氧化膜,阻止鋁的進(jìn)一步反應,而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護作用。銅在空氣中本身比較穩定,在干燥的空氣中基本不反應。
3.鋰電池正負極電位決定正極用鋁箔,負極用銅箔,而非反過(guò)來(lái)。正極電位高,銅箔在高電位下很容易被氧化,而鋁的氧化電位高,且鋁箔表層有致密的氧化膜,對內部的鋁也有較好的保護作用。采用兩者做集流體都是因為兩者導電性好,質(zhì)地比較軟(可能這也會(huì )有利于粘結),也相對常見(jiàn)比較廉價(jià),同時(shí)兩者表面都能形成一層氧化物保護膜。
