Bei Lithium-Ionen-Batterien besteht der übliche positive Kollektor aus Aluminiumfolie und der negative Kollektor aus Kupferfolie. Um die Stabilität der Kollektorflüssigkeit in der Batterie zu gewährleisten, muss die Reinheit beider über 98 % liegen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Lithiumtechnologie, sei es für LithiumbatterienBei digitalen Produkten oder Batterien von Elektrofahrzeugen hoffen wir alle, dass die Energiedichte der Batterie so hoch wie möglich ist, das Gewicht der Batterie immer leichter wird und das Wichtigste bei der Flüssigkeitssammlung darin besteht, die Dicke zu reduzieren und Gewicht der Flüssigkeitssammlung und reduzieren intuitiv das Volumen und Gewicht der Batterie. Warum die positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie Aluminiumfolie und die negative Elektrode Kupferfolie verwendet, hat drei Gründe:

Erstens hat die Kupfer-Aluminiumfolie eine gute Leitfähigkeit, eine weiche Textur und einen günstigen Preis. Wie wir alle wissen, ist das Funktionsprinzip von Lithiumbatterien ein elektrochemisches Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. In diesem Prozess benötigen wir daher ein Medium, um die durch chemische Energie umgewandelte elektrische Energie zu übertragen. Hier benötigen wir leitfähige Materialien. Bei gewöhnlichen Materialien sind Metallmaterialien die besten Materialien für die elektrische Leitfähigkeit, und bei Metallmaterialien ist der Preis günstig und die Leitfähigkeit gut: Kupferfolie und Aluminiumfolie. Gleichzeitig verfügen wir bei Lithiumbatterien hauptsächlich über zwei Verarbeitungsmethoden: Wickeln und Laminieren. Relativ zur Wicklung, Das zur Herstellung der Batterie verwendete Elektrodenblech muss eine gewisse Weichheit aufweisen, um sicherzustellen, dass das Elektrodenblech beim Wickeln nicht brüchig wird und andere Probleme auftreten, und das Metallmaterial, Kupfer-Aluminiumfolie, ist ebenfalls ein weiches Metall. Berücksichtigen Sie abschließend die Kosten für die Batterievorbereitung. Relativ gesehen ist der Preis für Kupfer-Aluminiumfolie relativ günstig und die Kupfer- und Aluminiumressourcen der Welt sind reichhaltig.

Zweitens ist die Kupfer-Aluminium-Folie auch an der Luft relativ stabil. Aluminium reagiert leicht chemisch mit Luftsauerstoff und erzeugt auf der Oberflächenschicht des Aluminiums einen dichten Oxidfilm, der eine weitere Reaktion des Aluminiums verhindert. Dieser dünne Oxidfilm hat auch eine gewisse Schutzwirkung auf Aluminium im Elektrolyten. Kupfer selbst ist an der Luft relativ stabil und reagiert in trockener Luft grundsätzlich nicht.

Drittens bestimmen die positiven und negativen Potenziale von Lithiumbatterien die positive Elektrode mit Aluminiumfolie und die negative Elektrode mit Kupferfolie und nicht umgekehrt. Das positive Elektrodenpotential ist hoch und die Kupferfolie kann bei hohem Potential leicht oxidiert werden, während das Oxidationspotential von Aluminium hoch ist und die Oberflächenschicht der Aluminiumfolie einen dichten Oxidfilm aufweist, der auch eine gute Schutzwirkung hat auf dem inneren Aluminium. Beide werden als Flüssigkeitssammler verwendet, weil sie eine gute elektrische Leitfähigkeit haben, eine relativ weiche Textur haben (was auch die Bindung begünstigen kann), relativ häufig und kostengünstig sind und beide einen Oxidschutzfilm auf der Oberfläche bilden können.

Die Gitter-Oktaeder-Hohlraumgröße von Metallaluminium ähnelt der Größe von Li, und es ist leicht, interstitielle Metallverbindungen mit Li zu bilden, wobei Li und Al nicht nur eine Legierung mit der chemischen Formel LiAl bilden, sondern auch Li3Al2 oder Li4Al3 bilden können. Aufgrund der hohen Aktivität der Reaktion zwischen Metall Al und Li verbraucht Metall Al eine große Menge Li und auch seine Struktur und Form werden zerstört, sodass es nicht als Flüssigkeitssammler für die negative Elektrode von Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden kann . Beim Laden und Entladen der Batterie weist Cu nur eine geringe Menge an eingebetteter Lithiumkapazität auf, behält die Stabilität seiner Struktur und elektrochemischen Leistung bei und kann als Flüssigkeitssammler für die negative Elektrode von Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. Wenn die Cu-Folie eine Spannung von 3,75 V hat, beginnt der Polarisationsstrom deutlich anzusteigen. und steigt linear an, und die Oxidation intensiviert sich, was darauf hindeutet, dass Cu bei diesem Potential instabil wird. Im gesamten Polarisationspotentialbereich der Aluminiumfolie ist der Polarisationsstrom klein und konstant, es werden keine offensichtlichen Korrosionsphänomene beobachtet und die elektrochemische Leistung ist stabil. Aufgrund der geringen Lithium-Insertionskapazität im positiven Potentialbereich von Lithium-Ionen-Batterien kann Al die elektrochemische Stabilität aufrechterhalten und eignet sich für die positive Kollektorflüssigkeit von Lithium-Ionen-Batterien.

Zweitens ist die Kupfer/Nickel-Oberflächenoxidschicht ein Halbleiter, Elektronenleitung, die Oxidschicht ist zu dick, die Impedanz ist groß; Die Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche von Aluminium ist ein Isolator. Die Oxidschicht kann keinen Strom leiten. Da sie jedoch sehr dünn ist, wird die elektronische Leitfähigkeit durch den Tunneleffekt erreicht. Wenn die Oxidschicht dick ist, beträgt die Leitfähigkeit der Aluminiumfolie schlechte und gleichmäßige Isolierung. Bei der allgemeinen Flüssigkeitssammlung vor dem Gebrauch ist es am besten, eine Oberflächenreinigung durchzuführen, um einerseits das Öl abzuwaschen und gleichzeitig die dicke Oxidschicht zu entfernen.

Drittens ist das positive Elektrodenpotential hoch und die dünne Aluminiumoxidschicht ist sehr dicht, was die Oxidation der Flüssigkeitsansammlung verhindern kann. Die Oxidschicht der Kupfer/Nickel-Folie ist relativ locker, um ihre Oxidation zu verhindern, ist das niedrigere Potenzial besser, und bei niedrigem Potenzial ist es für Li schwierig, eine Lithium-Inlay-Legierung mit Cu/Nickel zu bilden, aber wenn die Kupfer/Nickel-Oberfläche vorhanden ist Li wird in großen Mengen oxidiert und reagiert mit Kupfer/Nickeloxid bei etwas höherem Potential. Aluminiumfolie kann nicht als negative Elektrode verwendet werden und die LiAl-Legierung erfolgt bei niedrigem Potential. Viertens erfordert die Kollektorflüssigkeit eine reine Zusammensetzung. Die Verunreinigung der Al-Zusammensetzung führt dazu, dass der Oberflächenfilm nicht dicht ist und es zu Punktkorrosion kommt, und noch mehr führt die Zerstörung des Oberflächenfilms zur Bildung einer LiAl-Legierung. Mit der rasanten Entwicklung der Lithiumelektrizität in den letzten Jahren schreitet auch die Entwicklung von Flüssigkeitssammlern für Lithiumbatterien rasant voran. Positive Aluminiumfolie wurde von 16 µm in den Vorjahren auf 14 µm und dann auf 12 µm reduziert, und jetzt haben viele Batteriehersteller 10 µm Aluminiumfolie und sogar 8 µm in Massenproduktion hergestellt. Aufgrund der guten Flexibilität der Kupferfolie wird die Dicke der negativen Kupferfolie von zuvor 12 µm auf 10 µm und dann auf 8 µm reduziert. Bisher verwenden viele Batteriehersteller 6 µm in der Massenproduktion, und einige Hersteller entwickeln sich weiter 5um/4um ist möglich. Da bei Lithiumbatterien hohe Reinheitsanforderungen an die verwendete Kupfer-Aluminiumfolie gestellt werden, ist die Dichte des Materials grundsätzlich auf dem gleichen Niveau und mit der Verringerung der Entwicklungsdicke Dementsprechend verringert sich auch die Oberflächendichte und das Gewicht der Batterie wird natürlich immer kleiner, was unserem Bedarf an Lithiumbatterien entspricht. Die Anforderungen an die Oberflächenrauheit von Kupfer-Aluminiumfolie für Lithiumbatterien: Beim Flüssigkeitssammler haben neben seiner Dicke und seinem Gewicht auch Auswirkungen auf die Lithiumbatterie, die Oberflächenleistung des Flüssigkeitssammlers hat auch einen größeren Einfluss auf die Produktion und Leistung von die Batterie. Insbesondere aufgrund der Mängel der Herstellungstechnologie handelt es sich bei den auf dem Markt befindlichen Kupferfolien hauptsächlich um einseitige Woll-, doppelseitige Woll- und doppelseitige grobbeschichtete Sorten. Der asymmetrische Aufbau der beiden Seiten führt zum asymmetrischen Übergangswiderstand der Beschichtung auf beiden Seiten der negativen Elektrode, so dass die negative Kapazität beider Seiten nicht gleichmäßig freigesetzt werden kann. Gleichzeitig führt die Asymmetrie auf beiden Seiten auch dazu, dass die Haftfestigkeit der negativen Beschichtung inkonsistent ist und die Lade-Entlade-Zykluslebensdauer der negativen Beschichtung auf beiden Seiten stark unausgeglichen ist, was die Abschwächung der Batteriekapazität beschleunigt.