锂电池负极为什么用铜箔?

锂电池是利用储存在正极材料中的锂离子以及电子在充电放电过程中反向移动从而实现正常工作的,其主要结构为正极、负极和电解液。除了主要的四大部分外,用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分,其主要功能是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以便形成较大的电流对外输出。根据锂离子电池的工作原理和结构设计,正极和负极材料需涂覆于导电集流体上,因此集流体应与活性物质充分接触,并且内阻应尽可能小。
  铜箔和铝箔具有良好的导电性、、已形成氧化保护膜、质地较软有利于粘结、制造技术较成熟、价格相对低廉等优势,因此被选择作为锂电池集流体的主要材料。锂电池的正极电位高,铝箔的氧化层比较致密,可防止集流体氧化,而铜在高电位下会发生嵌锂反应,不宜做正极集流体,正极集流体一般采用铝箔;而负极的电位低,铝箔在低电位下易形成铝锂合金,负极集流体一般采用铜箔,铜箔和铝箔之间不具备互替性。

  电池的负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%~5%的乙炔黑导电剂、6%~7%的粘合剂均匀混合后,一般将配好的负极活性酱料均匀涂覆于铜箔集流体表面,活性材料厚度为50~100m,经干燥、滚压、分切等工序,制得负极电极。锂电池的基本性能与整个电池系统的材料密切相关。对于负极,除负极活性材料外,铜箔的质量也对负极制作工艺及电池性能有很大影响。
  锂电铜箔性能指标对锂电池的影响


  作为锂电池的集流体的锂电铜箔,一般厚度通常在7-20μm之间。目前新能源汽车配备的铜箔厚度为8~12μm,整车铜箔的质量达到10kg以上。锂电铜箔厚度越小,意味着电池的重量将越轻。同时,更薄的锂电铜箔也意味着更小的电阻,则电池的性能也将得到提升。因此,减轻电池上铜箔的质量,降低铜箔原材料成本,同时提供更高的能量密度,成为动力锂电池用铜箔关键。我们认为,未来使用更加轻薄的锂电铜箔是大趋势。
  锂电铜箔性能要求


来源:钜大LARGE