锂电池为何负极用铜箔正极用铝箔
- 格式:doc
- 大小:68.50 KB
- 文档页数:1
电池用铝箔的用途电池是现代生活中必不可少的电源设备,而铝箔是电池制造中常见的材料之一。
铝箔在电池中有多种用途,本文将围绕这一主题展开讨论。
铝箔在电池中的一个重要用途是作为电极材料。
电池通过化学反应将化学能转化为电能,而电极是电池中的关键部分。
铝箔作为电极材料具有导电性好、导电稳定、耐腐蚀等优点,能够有效地传递电流并保持电池的稳定性。
铝箔作为负极材料时,能够与阳极反应产生电流,而作为正极材料时,能够接受电流并参与化学反应。
铝箔还可以作为电池的隔膜材料。
在某些类型的电池中,阳极和阴极之间需要有一层隔离材料,以防止直接接触和短路。
铝箔作为一种具有良好封闭性和隔离性的材料,可以有效地起到隔离作用,防止电极之间的相互干扰。
此外,铝箔还能够提供一定的物理支撑和保护作用,防止电池内部结构的变形和损坏。
铝箔还可以在电池的制造过程中用作封装材料。
电池需要进行密封,以防止电解质的泄露和外界物质的侵入。
铝箔作为一种密封性能良好的材料,可以被用来封装电池内部的各个部分,确保电池的正常运行和长时间的使用寿命。
铝箔的柔韧性和可塑性使得它能够适应各种形状和尺寸的电池,并提供可靠的密封效果。
铝箔还可以在电池的外部起到辅助散热的作用。
电池在工作过程中会产生一定的热量,如果不能及时散热,就会影响电池的性能和寿命。
铝箔作为热传导性能良好的材料,可以将电池内部的热量迅速传导到外部环境中,提高电池的散热效果,保持电池的正常工作温度。
在某些特殊的电池中,铝箔还可以作为电池的集流体。
集流体是电池中负责收集和传导电流的部分,铝箔作为集流体材料能够提供良好的导电性能和机械强度,确保电池能够稳定地传递电流并保持正常的工作状态。
铝箔在电池中具有多种用途,包括作为电极材料、隔膜材料、封装材料、散热材料和集流体材料等。
铝箔的导电性好、导热性能好、耐腐蚀性能好等优点,使得它成为电池制造中不可或缺的材料之一。
随着科技的不断进步,铝箔在电池领域的应用还有望进一步拓展和创新,为电池技术的发展做出更大的贡献。
锂电池复合集流体专题研究第一章复合集流体介绍电池集流体基本原理集流体的功能:1.承载性,自身承载正负极活性物质;2.传导性,在充放电过程中,将正负极电流输入给活性物质,也将活性物质产生的电流汇集输出。
一般而言,在锂电池集流体中,正极通常使用铝箔,负极使用铜箔,原因在于:正极电位较高,负极电位较低。
铜箔在较高电位时容易被氧化,故主要用于负极集流体,厚度通常为6-12um,目前以6um厚度为主。
铝箔在较低电位时腐蚀问题严重,因此主要用于正极集流体,厚度通常为10um-16um,目前以12um厚度为主。
集流体的趋势——轻薄化增效当下,铝箔厚度通常为10um,更低可达到8um;铜箔厚度通常为6um,更低可达到4.5um;质量占比方面铜箔约占9%,铝箔约占7%;成本占比方面,以动力电池的三元5系为例,铝箔成本占比为1.3%,铜箔成本占比7.8%;以磷酸铁锂为例,铝箔成本占比1.7%,铜箔成本占比近10%;集流体轻薄化主要带来:1.降低电池的材料成本;2.通过减薄和减重从而提升电池能量密度,相较8um锂电铜箔,采用6um/4.5um锂电铜箔分别可提升锂电池5%/9%的能量密度。
复合集流体:符合降本增效趋势由于铜箔需要保持一定机械强度,因此集流体不可能无限减薄,同时集流体减薄将提升加工环节的成本。
复合集流体为新的技术路径,通过在高分子材料层材料两侧镀一定厚度的铜层,形成“三明治”型的复合结构,目前复合集流体中采用的高分子层厚度一般约4um,上下两层铜层厚度各1um,合计约6um。
中间层选用高分子材料,可选择PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PI(聚酰亚胺)。
复合集流体通过高分子材料的替代部分金属材料,可显著降低集流体的材料成本和重量。
复合集流体:高安全性——防止刺穿隔膜,减少热失控复合集流体可有效防止热失控。
复合集流体金属层较薄,因铜箔而产生的毛刺尺寸小,并因为高分子材料层作为绝缘材料会发生断路效应,故而刺穿的隔膜的可能性低,因而可有效防止电池自燃。
为什么锂离⼦电池正极采⽤铝箔,负极采⽤铜箔作为集流体?⽆论是⽤于3C数码产品还是电动汽⻋的的锂电池,都希望在电池各⽅⾯性能都⾼的情况下,尽可能地提⾼电池的能量密度,减轻电池的重量,在集流体上就是降低集流体的厚度和重量,从⽽提⾼电池的体积密度和重量密度。
那为什么锂离⼦电池正极采⽤铝箔,负极采⽤铜箔作为集流体呢?主要从下⾯3个⽅⾯来考虑:1.铜箔和铝箔导电性好,质地软,且价格便宜锂电池⼯作原理是将化学能转化为电能的⼀种电化学装置, 在这个过程中需要⼀种介质把化学能转化的电能传递出来,这就需要导电的材料。
在普通材料最好的导电材料为⾦属材料,在⾦属材料⾥价格便宜且导电性好的就是铜箔和铝箔。
在锂离⼦电池的⽣产过程中,正负极的⼯艺有卷绕和叠⽚两种加⼯⽅式,在卷绕⼯艺中,⽤来制备电池的极⽚具有⼀定的柔软性才能保证集⽚在卷绕时不发⽣脆断等问题,铜箔和铝箔的质地柔软的⾦属性质正好满⾜要求。
同时考虑电池的制造成本,铜和铝元素资源丰富,价格相⽐其他⾦属便宜。
2.铜箔和铝箔在空⽓中相对稳定铜在空⽓中本⾝⽐较稳定在⼲燥的空⽓中基本不反应。
铝箔在空⽓中也相对⽐较稳定,容易跟空⽓中的氧⽓发⽣化学反应,并在铝表⾯层⽣成⼀层致密的氧化膜阻⽌铝的进⼀步反应,也正是这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有⼀定的保护作⽤。
3.锂电池正负极电位决定正极⽤铝箔负极采⽤铜箔正极采⽤铝箔是因为铝箔的氧化电位⾼,且表⾯有⼀层致密的氧化膜对⾦属铝也具有保护作⽤,⽽铜箔的在⾼电位下很容易被氧化,所以正极不能够⽤铜箔。
随着近些年锂电迅猛发展锂电池的集流体发展也很快,正极铝箔由前⼏年的16微⽶降低到14微⽶再到12微⽶,现在已经不少电池⽣产⼚家已经量产使⽤⼗微⽶的铝箔甚⾄⽤到⼋微⽶。
负极⽤铜箔的厚度由之前12微⽶降低到⼗微⽶再到⼋微⽶,⽬前有很⼤部分电池⼚家量产⽤六微⽶以及部分⼚家正在开发的五微⽶四微⽶都是有可能使⽤的由于锂电池。
锂电池五大材料锂电池是一种常见的电池类型,它采用锂金属或锂离子作为正极材料。
在锂电池的制造过程中,材料的选择对电池性能起着至关重要的作用。
在锂电池中,有五种主要的材料起着关键作用,它们是正极材料、负极材料、电解质、隔膜和电池包装材料。
本文将对这五大材料进行详细介绍。
首先,我们来看正极材料。
正极材料是锂电池中的重要组成部分,它直接影响着电池的能量密度和循环寿命。
目前常用的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料(镍钴锰酸锂)等。
钴酸锂具有高能量密度和较好的循环寿命,但成本较高;锰酸锂则具有较低的成本和较好的安全性能,但能量密度较低;三元材料综合了钴酸锂、锰酸锂和钴酸镍的优点,成为当前锂电池中的主流正极材料。
其次,负极材料也是锂电池中不可或缺的一部分。
常见的负极材料有石墨、硅、碳纳米管等。
石墨是目前应用最广泛的负极材料,具有循环稳定性好、成本低廉等优点;而硅具有更高的比容量,但循环寿命较短,成本较高;碳纳米管则具有优异的导电性能和机械性能,但成本较高。
负极材料的选择需要综合考虑能量密度、循环寿命和成本等因素。
第三,电解质是锂电池中起着导电和离子传输作用的重要材料。
常用的电解质有有机电解质和固态电解质两种。
有机电解质具有导电性好、成本低廉等优点,但安全性较差;固态电解质具有较好的安全性能和循环寿命,但目前制备工艺复杂,成本较高。
随着技术的不断进步,固态电解质有望成为未来锂电池的发展方向。
隔膜是锂电池中用于隔离正负极的重要材料,它需要具有良好的电解质传导性和机械强度。
常用的隔膜材料有聚丙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。
这些材料具有良好的隔离性能和机械强度,能够有效防止正负极短路,保证电池的安全性能。
最后,电池包装材料也是锂电池中不可忽视的一部分。
电池包装材料需要具有良好的密封性能和机械强度,以保证电池在使用过程中不泄漏和不变形。
常用的电池包装材料有铝箔、聚丙烯薄膜等。
这些材料能够有效保护电池内部结构,确保电池的安全性能和稳定性能。
锂电铜箔用途
锂电铜箔是一种专门为锂电池设计的重要材料,主要用于制造锂离子电池的电极。
它在锂离子电池中扮演着非常关键的角色,因为电极是锂离子电池最重要的组成部分之一。
锂电铜箔用于制造负极电极和正极电极,因为它具有优异的电导率和电化学活性。
在生产锂离子电池时,不同种类的锂电铜箔被用于不同的电极。
负极电极通常使用厚一些的铜箔,因为它需要承受更多的电流和更高的温度,所以需要更好的导电性能。
而正极电极通常使用更薄的铜箔,因为它需要更高的表面面积来提供更好的电化学反应。
锂电铜箔除了在锂离子电池中使用外,还可以用于其它电池和电子设备中。
例如,它也被用于制造超级电容器和柔性电子设备。
总的来说,锂电铜箔是制造锂离子电池不可或缺的材料。
随着电动汽车和可再生能源技术的不断发展,锂离子电池市场需求将继续增长,锂电铜箔的用途也将变得越来越广泛。
- 1 -。
干货学习!锂电池正负极集流体众所周知组成锂离子电池的四大主要部分是正极材料、负极材料、隔离膜和电解液。
但是,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。
今天我们就来聊聊锂电池正负极集流体材料。
一.集流体基本信息对于锂离子电池来说,通常使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔,为了保证集流体在电池内部稳定性,二者纯度都要求在98%以上。
随着锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池,我们都希望电池的能量密度尽量高,电池的重量越来越轻,而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量,从直观上来减少电池的体积和重量。
1锂电用铜铝箔厚度要求随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降低到14um,再到12um,现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔,甚至用到8um。
而负极用铜箔,由于本身铜箔柔韧性较好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前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都是有可能使用的。
由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高,材料的密度基本在同一水平,随着开发厚度的降低,其面密度也相应降低,电池的重量自然也是越来越小,符合我们对于锂电池的需求。
2锂电用铜铝箔表面粗糙度要求对于集流体,除了其厚度重量对锂电池有影响外,集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。
尤其是负极集流体,由于制备技术的缺陷,市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。
这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称,进而使两面负极容量不能均匀释放;同时,两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致,是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡,进而加快电池容量的衰减。
同理,正极铝箔也尽量向双面对称结构发展,但是目前受到铝箔制备工艺的影响,主要还是用单面光铝箔。
由于铝箔基本都是由厚度较大的铝锭轧制而成,在轧制过程中需要控制铝锭与轧辊的接触,所以一般都会对铝箔表面进行添加润滑剂,来保护铝锭和轧辊,而表面的润滑剂对电池极片有一定的影响,因此,对铝箔来说,表面除润滑剂也是关键因素。
负极剥离力与铜箔关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:引言是文章中第一部分,用来引入和介绍整篇文章的主题和内容。
在本文中,我们将探讨负极剥离力与铜箔之间的关系。
负极剥离力与铜箔是在电化学领域中非常重要的参数,它们涉及到电池的性能和寿命。
在组装电池的过程中,负极剥离力是指正极材料与负极材料之间的分离力量,同时也是指正极材料从负极材料上剥离下来的力量。
铜箔则是电池中常用的导电材料,它作为负极材料的一部分,承担着连接电池各个组件并传导电流的重要角色。
了解负极剥离力与铜箔的关系对于电池性能的提升和研发具有重要意义。
正确认识负极剥离力与铜箔之间的关系,可以帮助我们优化电池设计和制造过程。
本文将首先介绍负极剥离力与铜箔的定义和关系,进而探讨负极剥离力与铜箔的影响因素。
最后,我们将总结负极剥离力与铜箔之间的关系,并展望其在电池研究和应用中的意义和潜在应用前景。
通过对负极剥离力与铜箔的深入探究,我们可以为电池技术的发展和创新提供有益的启示和指导。
文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述:引言部分将首先概述负极剥离力与铜箔之间的关系,并简要介绍本文的研究目的。
正文部分将围绕负极剥离力与铜箔之间的定义和关系展开。
首先定义和解释负极剥离力和铜箔的概念,然后探讨它们之间的关系。
具体而言,将详细分析负极剥离力与铜箔之间的相互作用,揭示它们之间的影响因素和相互影响关系。
接下来的章节将重点讨论负极剥离力与铜箔之间的影响因素。
通过实验和研究数据,将深入探讨不同因素对负极剥离力和铜箔性能的影响,包括材料特性、工艺参数等方面的因素。
最后,结论部分将对本文进行总结,概括负极剥离力与铜箔的关系。
将回顾本文的研究目的和方法,并阐述本文通过对负极剥离力与铜箔关系的研究所得出的重要结论和发现。
同时,本文将探讨负极剥离力与铜箔研究的意义和应用前景。
将分析负极剥离力与铜箔在电子领域中的重要性,并展望其在未来的应用前景。
铜箔在锂电池中的作用
铜箔在锂电池结构中充当负极活性材料的载体和负极集流体。
典型锂离子电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四部分。
锂电池充电时,加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子,通过隔膜后嵌入片层结构的石墨负极中;放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出,重新和正极的嵌锂化合物结合,锂离子实现移动,产生电流。
铜箔具有良好的导电性、灵活性和适中的电位,耐卷绕和滚动,制造技术成熟,价格相对较低,在此过程中作为石墨等负活性材料载体,作为负集流体,电池活性材料产生的电流,产生更大的输出电流。
2023年锂电池正负极中所需要的铜箔铝箔量随着科技的不断发展,锂电池作为一种高效、环保的储能设备逐渐得到广泛应用。
锂电池的正负极是其重要组成部分,铜箔和铝箔是正负极的关键材料之一。
本文将探讨2023年锂电池正负极中所需要的铜箔和铝箔量。
首先,我们需要了解什么是锂电池的正负极。
锂电池是一种以锂离子为媒介的电池,其结构主要由正极、负极和电解液组成。
正极是电池的正极极性,负极是电池的负极极性。
铜箔和铝箔作为电极材料,分别用于制造正极和负极。
正极是锂电池中存储和释放锂离子的地方,常见的正极材料包括锰酸锂、三氧化钴、三元材料等。
而负极则是存储和释放锂离子的地方,常见的负极材料包括石墨、硅等。
在正负极材料上涂覆一层导电剂,以提高电极的导电性能。
通常使用的导电剂包括聚合物、碳纳米管等。
铜箔是正极的支撑材料,用于增强正极材料的机械强度,并为电子传导提供通道。
锂电池市场的快速增长将会导致铜箔的需求增加。
据市场研究公司的数据显示,目前全球锂离子电池用铜箔市场总量约为60万吨,预计到2023年,市场总量将达到80万吨。
这是由于随着电动汽车、可再生能源和储能系统的普及,对锂离子电池的需求将会爆发式增长。
而铝箔是负极的支撑材料,在负极材料上形成一层电流集流带。
与铜箔相比,铝箔的需求量较少,预计2023年全球市场需求量将达到10万吨左右,这主要是由于负极材料的使用相对较少。
为了满足2023年锂电池正负极中所需的铜箔和铝箔量,我们需要加大生产规模,提高生产效率。
目前,全球锂电池用铜箔的生产主要集中在中国、日本和韩国等亚洲地区。
中国是全球最大的铜箔生产国,锂电池用铜箔的生产规模占据了较大的份额。
同时,中国政府还积极支持锂电池产业的发展,通过出台产业政策和提供资金支持,推动铜箔和铝箔的生产。
对于铜箔和铝箔的生产也需要考虑环境保护的问题。
生产过程中会排放大量的二氧化碳和其他有害气体,对环境造成负面影响。
因此,生产厂商需要采取一系列措施,如提高生产工艺,减少能源消耗,以减少对环境的影响。
锂电池需要的铜和铝
锂电池是一种充电电池,它主要由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成。
其中,正极和负极是锂电池的核心部分,它们需要使用铜和铝等金属材料。
铜是锂电池正极材料的重要组成部分,它可以提高正极的导电性和稳定性。
在锂电池中,铜通常被制成箔状或线状,用于连接正极和负极,以及传输电流。
此外,铜还可以用于制造锂电池的外壳和连接器等部件。
铝也是锂电池负极材料的重要组成部分,它可以提高负极的导电性和稳定性。
在锂电池中,铝通常被制成箔状或线状,用于连接负极和正极,以及传输电流。
此外,铝还可以用于制造锂电池的外壳和连接器等部件。
除了铜和铝,锂电池还需要使用其他金属材料,如钴、镍、锰等,这些金属材料可以提高锂电池的能量密度和性能。
在选择锂电池的金属材料时,需要考虑其导电性、稳定性、成本和环境影响等因素。
总之,铜和铝是锂电池中非常重要的金属材料,它们可以提高锂电池的导电性和稳定性,从而提高锂电池的性能和寿命。
在选择锂电池的金属材料时,需要综合考虑各种因素,以确保锂电池的质量和可靠性。
锂电铜箔的成份比例表锂电铜箔是锂电池的关键组成部分,其性能直接影响到锂电池的性能、安全性和使用寿命。
锂电铜箔主要由铜材质构成,但其成分比例会影响到铜箔的性能。
下面我们来详细了解锂电铜箔的成分比例及其作用。
一、锂电铜箔的概述锂电铜箔是锂电池负极的关键原材料,其作用是将锂电池的化学能转换为电能。
锂电铜箔具有良好的导电性能、机械性能和化学稳定性,是新能源汽车、电子产品等领域的关键材料。
二、锂电铜箔的成分比例锂电铜箔的主要成分是铜,但同时还包含其他金属元素和杂质。
一般来说,锂电铜箔的成分比例如下:1.铜:含量在99.9%以上,是锂电铜箔的主要成分,负责导电和储能。
2.锂:含量约1%-3%,与铜形成锂铜合金,提高锂电铜箔的机械性能。
3.其它金属元素:如锡、镍、锌等,含量在1%以下,有助于提高锂电铜箔的导电性和稳定性。
4.杂质:如氧化物、硫化物等,含量控制在0.1%以下,影响锂电铜箔的性能。
三、锂电铜箔的作用与优势1.导电性能:锂电铜箔具有良好的导电性,能够提高锂电池的充放电效率。
2.机械性能:锂电铜箔具有较高的强度和硬度,能够承受锂电池在使用过程中的机械应力。
3.热稳定性:锂电铜箔在高温环境下具有较好的稳定性,降低锂电池的热失控风险。
4.循环寿命:锂电铜箔具有较高的循环寿命,有助于延长锂电池的使用寿命。
四、锂电铜箔在新能源领域的应用锂电铜箔广泛应用于新能源汽车、储能、电子产品等领域。
尤其是在新能源汽车领域,随着电动汽车的快速发展,对锂电铜箔的需求不断增长。
五、我国锂电铜箔产业的发展现状与展望1.发展现状:我国锂电铜箔产业已具备一定的规模,技术和产能不断提高。
2.展望:随着新能源汽车、储能等领域的需求持续增长,我国锂电铜箔产业将继续扩大产能,提升产品质量,以满足市场需求。
总之,锂电铜箔作为锂电池的关键材料,其成分比例和性能对锂电池的性能和使用寿命具有重要影响。
锂离子电池正极与负极材料的选择一、引言锂离子电池作为一种高能量密度的电池系统,被广泛应用于各类电子产品和电动车中。
电池的正负极材料是电池性能的关键因素。
在电池制造过程中,正极材料通常使用铝箔,而负极材料则使用铜箔。
本文将详细探讨铝箔和铜箔在锂离子电池中的应用及其技术原因。
二、铝箔在锂离子电池正极的应用1.物理性质:铝箔具有轻质、高强度、良好的延展性和导电性等优点,这些特性使其适合作为电池的正极材料。
2.化学性质:铝箔在电池的充放电过程中,具有良好的化学稳定性和电化学性能,这有助于提高电池的循环寿命。
3.成本:铝箔相较于其他金属材料成本更低,易于大规模应用。
三、铜箔在锂离子电池负极的应用1.物理性质:铜箔具有高导电性、良好的机械强度和延展性等优点,适合作为电池的负极材料。
2.化学性质:铜箔在电池的充放电过程中,具有良好的化学稳定性和电化学性能,这有助于提高电池的循环寿命。
3.成本:铜箔相较于其他金属材料成本更低,易于大规模应用。
四、铝箔与铜箔的制造技术1.电解法:大部分铝箔和铜箔都是通过电解方法制造的,这种方法可以获得高纯度的金属箔。
2.压延法:压延法是一种制造铝箔和铜箔的常用方法,通过将金属熔体压延成薄片,再进行冷却和矫直,得到所需的金属箔。
五、铝箔与铜箔在锂离子电池中的优势与挑战1.优势:铝箔和铜箔都具有优良的物理和化学性质,能够满足锂离子电池对于正负极材料的要求。
此外,它们的制造成本相对较低,适合大规模应用。
2.挑战:虽然铝箔和铜箔在锂离子电池中具有良好的应用前景,但它们在电池充放电过程中的体积变化可能会导致容量衰减等问题。
此外,它们的机械强度和柔韧性也需要进一步改善。
六、结论铝箔和铜箔作为锂离子电池的正负极材料,具有优良的物理和化学性质,以及较低的制造成本,因此在锂离子电池制造中广泛应用。
然而,它们在应用中仍面临一些挑战,如容量衰减和机械强度等问题。
未来的研究应关注如何克服这些问题,以进一步优化锂离子电池的性能。
作者:一气贯长空
为什么锂离子电池极片负极要用铜箔,正极要用铝箔
对于锂离子电池来说,通常使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔。
为了保证集流体在电池内部稳定性,二者纯度都要求在98%以上。
随着锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池,我们都希望电池的能量密度尽量高,电池的重量越来越轻,而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量,从直观上来减少电池的体积和重量。
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。
我们都知道,锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,那么在这个过程中,我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。
而在普通材料中,金属材料是导电性最好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。
同时,在锂电池中,我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。
相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。
最后就是考虑电池制备成本,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稳定。
铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应,在铝表面层生成一层致密的氧化膜,阻止铝的进一步反应,而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。
铜在空气中本身比较稳定,在干燥的空气中基本不反应。
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,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也。
提升锂离子电池比能量的途径:微孔铜箔铝箔优势与控制要点提升锂离子电池比能量的途径无非是使用更高容量的正负极材料,厚度更薄的隔膜纸,厚度更薄的铜箔铝箔,尽可能的减少其他辅助添加物。
众所周知,不论3C数码类电池还是新能源汽车动力电池,对比能量与充放电倍率性能的要求越来越高。
最新的国家补贴政策中规定,纯电动客车系统能量密度大于95瓦时/kg,才能拿到100%国补,95瓦时的门槛,估计让不少磷酸铁锂系电池生产企业的研发人员愁容满面了,“就差5瓦时/kg怎么办?来几块嫩豆腐,我去~~~我去~~”。
言归正传,提升锂离子电池比能量的途径无非是使用更高容量的正负极材料,厚度更薄的隔膜纸,厚度更薄的铜箔铝箔,尽可能的减少其他辅助添加物。
见下图:研发的重点毫无疑问都在更高克容的正负极材料上(合计重量占比50%以上)。
磷酸铁锂已无潜力可挖,三元在向高镍的进军的途中(镍钴锰111—523—622—811—NCA?),但安全是悬在空中的达摩斯利剑,随时有可能刺破锂电池企业的心脏,每每前行一步,热汗冷汗交替,做三元研发的兄弟们,真是辛苦啦。
负极方面,只能被动等待硅碳材料的成熟,硅碳的膨胀系数太高怎么办?寿命不足怎么办?我听取了哇声一片------- 还有一招,采用更薄的隔膜纸!但隔膜仅占电池重量的4~5%,隔膜太薄还会导致正负极短路风险增加,结果往往得不偿失。
现阶段,锂离子电池生产使用的常规铜箔厚度8μm~12μm(3C数码类电池用铜箔已有采用6~7μm铜箔),铝箔的厚度12μm~20μm,作为正负极导电基材占锂离子电池重量的15%~20%,如何进一步降低铜铝箔的重量比从而提升比能量呢?于是,微孔铜箔铝箔就是在这样的环境刺激下孕育而生,横空出世!(不会牛B吹大了吧?)微孔铜箔铝箔的现有规格(机械加工的方式制孔,保持箔材原有的物理性能,涂布不断裂,0毛刺不渗漏):。
动力电池具体包括什么?最近一直在聊新能源这个赛道。
新能源汽车整车,锂电光伏等大家经常会提起,今天跟大家重点聊聊新能源汽车里的动力电池。
在电动汽车中,动力电池能占到汽车成本的40%左右,是最高的地方。
我们把目光聚焦到动力电池上,它的成本主要有四部分,正极材料、负极材料、隔膜和电解液。
其中正极材料成本占比最高,像三元锂电池和磷酸铁锂电池就是根据正极材料命名的。
我们一个一个跟大家说。
1.正极材料:这是锂电池的核心材料,是决定锂电池能量密度、电压、使用寿命等的关键因素,也是成本最高的地方。
正极材料经过多年的反复试验,目前在动力电池领域,主要进化成了三元材料和磷酸铁锂材料两种技术。
去年以前,三元材料占据主导地位,但今年以来,由于成本等优势,磷酸铁锂材料占比持续攀升,装机量甚至已经赶超三元材料。
2.负极材料:主要涂抹在铜箔两侧,作用是储存和释放能量,主要决定锂电池的循环性能等指标。
目前负极材料可分为碳材和非碳材两大类,碳材就是石墨材料包括天然石墨和人造石墨,非碳材料主要是石墨烯、硅碳等。
当前负极材料主流就是碳材的人造石墨,能占到负极材料出货量的80%以上。
3.隔膜:这是动力电池的重要部分,主要作用是分隔正、负极,在允许电解质离子自由运动完成充放电的过程中,防止电池内部短路锂电池隔膜材料主要有聚乙烯、聚丙烯、复合材料等,其中聚乙烯主要应用于三元锂电池,聚丙烯主要应用于磷酸铁锂电池。
4.电解液:电解液的作用主要是保证离子在正负极之间的传输,它也影响着动力电池寿命、能量密度等效能。
在电解液用料方面,由于具备成本以及性能等优势,六氟磷酸锂成为了目前主流的锂盐溶质。
以上就是动力电池的“四大天王”,今天的文章主要给大家做热门板块的科普,希望对大家有用。
喜欢的同学点赞支持一下,我们下次见了。
期廣蚀科考与防护技术^0119 1^0.4】0011110810^ 8012^08 ^1^0 ?110160710^ 71:011^0^00^ ^2007负极集流体铜箔对锂离子电池的影响唐致远,贺艳兵,刘元刚,刘强,阳晓霞天津大学化工学院应用化学系,天津300072摘要:用循环伏安、扫描电子显微镜和循环检测装置研究了表面状况不同的铜箔集流体对锂离子电池性能的影响.结果表明,电解液在毛面铜箔表面发生还原反应的程度比在光面铜箔表面显著,其阳极溶解电位比光面铜箔约低 15.8 V,且溶解需要的能量较少,相对耐腐蚀性较差.光面铜箔集流体锂离子电池的容量循环衰减要比毛面铜箔小,且随着循环的进行,后者的容&衮减趋势明显加剧.关键词:锂离子电池;毛面铜箔;光面铜箔中围分类号似1:1^1215.9 文献标识码4文章编号:1002^6495(2007)04*0265*0461^60X80?00??511 八80八丁11006丁001.1.60X011050?11-1088八7161116:87八2(1;-丫1180,册:丫如士|08,^111711811-88118,1111913118,丫八!'10 幻的-士六冲七过0x^111x31^0^1)0^111^111^80/10010^0^771*0(1^ &1^166/^7!客7101^111^300072八:11166260(80?6^118\^1出出0'枕6015111^806口!"0^116&801117^111001160101-00^1^0011311060^0-1011 1*811617 816 111^68118016*1 ^ 0^0110 抑匕而此町 111688111*11161118,8031111111^ 6160(101110 [^咖⑶卩丨 0匕'-^311008 38 ^611 35 0163811161116111 0?0? 0^0110 ^61^0111181106 0?1)31161163^1*116 1^31|115 111(110316 1^131 1^161-680(10110^61枕加1”6011出6『0;1\\^出1^11^8111^8061311111011^1811)16出811011出81埘;出^^!!!)'8111^806,1)161)0(611(191 0? 1118116枕 6)11 19 0^ 8 V 10埘枕 1(13111(1810^~出6 811111^6)11^1011 11111)1168出31出6 1*6(111011011 163011011 011 1)16的11^1 1011 1166*13 11111011 16381|!0(1167 ^31^8,1116 1011^1 6)11 13 1638 001X031011 1^918(3111^1^16 09^)861(7 ^601^6886 0? 1)811617出 3111117 00|5只61 &11 85 03(110^6 0111X6111 001160101- &10-100 1)8116068 13 01110(1 801811汉出8!1出81 \^出0181(6 1^11’311过 1116^601^886 6)1 出6 181161-1)60011168 0111011 0^101131^ 8|366办灯沾打名.:0-1011 1)311617;咖如。
东 莞 轩 航 电 子 有 限 公 司
Dongguan ShineHong Electronics Co., LTD. ADD : 中国广东省东莞市长安镇长盛社区荟萃街33号金秋楼501室 第 1 页 共 1 页
锂电池为何负极用铜箔,正极用铝箔
1. 采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利
于粘结),也相对常见比较廉价,同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。
2. 铜/镍表面氧化层属于半导体,电子导通,氧化层太厚,阻抗较大;而铝
表面氧化层氧化铝属绝缘体,氧化层不能导电,但由于其很薄,通过隧道效应实现电子电导,若氧化层较厚,铝箔导电性级差,甚至绝缘。
一般集流体在使用前最好要经过表面清洗,一方面洗去油污,同时可除去厚氧化层。
3. 正极电位高,铝薄氧化层非常致密,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,同时Li 难与Cu/镍在低电位下形成嵌锂合金,但是若铜/镍表面大量氧化,在稍高电位下Li 会与氧化铜/镍发生嵌锂发应。
而铝箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl 合金化。
4. 集流体要求成分纯。
Al 的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀,
更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl 合金。