Для литий-ионных аккумуляторов обычным положительным коллектором является алюминиевая фольга, а отрицательным коллектором — медная фольга. Чтобы обеспечить стабильность коллекторной жидкости внутри аккумулятора, чистота обеих жидкостей должна быть выше 98%. С постоянным развитием литиевой технологии, используется ли она для литиевых батарей.цифровых продуктов или аккумуляторов электромобилей, мы все надеемся, что плотность энергии аккумулятора будет как можно выше, вес аккумулятора становится все легче и легче, и самое главное в сборе жидкости - уменьшить толщину и вес сборника жидкости, а также интуитивно уменьшать объем и вес аккумулятора. Почему в качестве положительного электрода литий-ионного аккумулятора используется алюминиевая фольга, а в качестве отрицательного электрода используется медная фольга, есть три причины:

Во-первых, медно-алюминиевая фольга имеет хорошую проводимость, мягкую текстуру и низкую цену. Как мы все знаем, принцип работы литиевых батарей – это электрохимическое устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую, поэтому в этом процессе нам нужна среда для передачи электрической энергии, преобразованной в химическую энергию, здесь нам нужны проводящие материалы. Из обычных материалов лучшими по электропроводности являются металлические материалы, а металлические материалы имеют низкую цену и хорошую проводимость: медную фольгу и алюминиевую фольгу. В то же время в литиевых батареях используются в основном два метода обработки: намотка и ламинирование. Относительно обмотки электродный лист, используемый для изготовления батареи, должен иметь определенную мягкость, чтобы гарантировать, что электродный лист не возникнет при хрупкости обмотки и других проблемах, а металлический материал, медно-алюминиевая фольга, также является мягким металлом. Наконец, рассмотрим стоимость подготовки батареи, условно говоря, цена медно-алюминиевой фольги относительно дешева, а мировые ресурсы меди и алюминия богаты.

Во-вторых, медно-алюминиевая фольга относительно стабильна на воздухе. Алюминий легко вступает в химическую реакцию с кислородом воздуха, образуя плотную оксидную пленку на поверхностном слое алюминия, предотвращающую дальнейшую реакцию алюминия, и эта тонкая оксидная пленка также оказывает определенное защитное действие на алюминий в электролите. Медь сама по себе относительно стабильна на воздухе и практически не вступает в реакцию с сухим воздухом.

В-третьих, положительный и отрицательный потенциалы литиевых батарей определяют положительный электрод с алюминиевой фольгой, а отрицательный электрод с медной фольгой, а не наоборот. Потенциал положительного электрода высок, медная фольга легко окисляется при высоком потенциале, в то время как потенциал окисления алюминия высок, а поверхностный слой алюминиевой фольги имеет плотную оксидную пленку, которая также оказывает хороший защитный эффект. на внутреннем алюминии. Оба используются в качестве коллекторов жидкости, поскольку имеют хорошую электропроводность, относительно мягкую текстуру (что также может способствовать склеиванию), относительно распространены и недороги, и оба могут образовывать оксидную защитную пленку на поверхности.

Размер октаэдрических пустот решетки металлического алюминия аналогичен размеру Li, и с Li легко образовывать металлические соединения внедрения, Li и Al не только образуют сплав с химической формулой LiAl, но также могут образовывать Li3Al2 или Li4Al3. Из-за высокой активности реакции между металлом Al и Li металл Al потребляет большое количество Li, а его структура и форма также разрушаются, поэтому его нельзя использовать в качестве коллектора жидкости для отрицательного электрода литий-ионных аккумуляторов. . В процессе зарядки и разрядки аккумулятора Cu имеет лишь небольшое количество встроенной литиевой емкости, сохраняет стабильность своей структуры и электрохимических характеристик и может использоваться в качестве коллектора жидкости для отрицательного электрода литий-ионных аккумуляторов. Когда медная фольга находится под напряжением 3,75 В, ток поляризации начинает значительно возрастать. и возрастает линейно, а окисление усиливается, что указывает на нестабильность Cu при этом потенциале. Во всем диапазоне потенциалов поляризации алюминиевой фольги ток поляризации мал и постоянен, явных явлений коррозии не наблюдается, а электрохимические характеристики стабильны. Из-за небольшой вводимой литиевой емкости в диапазоне положительного потенциала литий-ионных батарей Al может сохранять электрохимическую стабильность и подходит для положительной коллекторной жидкости литий-ионных батарей.

Во-вторых, поверхностный оксидный слой меди/никеля является полупроводником, электронная проводимость, оксидный слой слишком толстый, импеданс большой; Слой оксида алюминия на поверхности алюминия является изолятором, оксидный слой не может проводить электричество, но поскольку он очень тонкий, электронная проводимость достигается за счет туннельного эффекта. Если оксидный слой толстый, уровень проводимости алюминиевой фольги равен плохая, да еще и шумоизоляция. Общий сбор жидкости перед использованием лучше всего провести очистку поверхности, с одной стороны смыть масло, одновременно удалив толстый оксидный слой.

В-третьих, потенциал положительного электрода высок, а тонкий слой оксида алюминия очень плотный, что может предотвратить окисление скопившейся жидкости. Слой оксида медно-никелевой фольги относительно рыхлый, чтобы предотвратить его окисление, чем ниже потенциал, тем лучше, а Li трудно сформировать сплав лития с медью / никелем при низком потенциале, но если поверхность меди / никеля окислившись в больших количествах, Li будет реагировать с оксидом меди/никеля при несколько более высоком потенциале. Алюминиевую фольгу нельзя использовать в качестве отрицательного электрода, а легирование LiAl будет происходить при низком потенциале. В-четвертых, коллекторная жидкость требует чистого состава. Примесь состава Al приведет к тому, что поверхностная пленка станет неплотной и произойдет точечная коррозия, а тем более разрушение поверхностной пленки приведет к образованию сплава LiAl. В связи с быстрым развитием литиевой энергетики в последние годы, разработка коллекторов жидкости для литиевых батарей также идет быстрыми темпами. Положительная алюминиевая фольга была уменьшена с 16 мкм в предыдущие годы до 14 мкм, а затем до 12 мкм, и теперь многие производители аккумуляторов массово производят алюминиевую фольгу толщиной 10 мкм и даже 8 мкм. Отрицательная медная фольга, благодаря хорошей гибкости медной фольги, ее толщина уменьшена с предыдущих 12 мкм до 10 мкм, а затем до 8 мкм, до сих пор большое количество производителей аккумуляторов используют 6 мкм в массовом производстве, а некоторые производители разрабатывают Можно использовать 5 мкм/4 мкм. Поскольку литиевая батарея предъявляет высокие требования к чистоте используемой медно-алюминиевой фольги, плотность материала в основном находится на том же уровне, а с уменьшением толщины проявки, соответственно уменьшается и поверхностная плотность, и вес батареи, естественно, становится все меньше и меньше, что удовлетворяет наши потребности в литиевых батареях. Требования к шероховатости поверхности медно-алюминиевой фольги для литиевой батареи: для коллектора жидкости, помимо его толщины и веса, влияют на литиевую батарею, характеристики поверхности коллектора жидкости также оказывают большее влияние на производство и производительность батарея. В частности, из-за дефектов технологии изготовления медная фольга на рынке представлена ​​в основном односторонними шерстяными, двусторонними шерстяными и двусторонними с грубым покрытием. Асимметричная структура двух сторон приводит к асимметричному контактному сопротивлению покрытия с обеих сторон отрицательного электрода, так что отрицательная емкость обеих сторон не может быть высвобождена равномерно. В то же время асимметрия обеих сторон также приводит к тому, что прочность связи отрицательного покрытия становится непостоянной, а срок службы цикла зарядки-разрядки отрицательного покрытия с обеих сторон серьезно несбалансирован, что ускоряет снижение емкости аккумулятора.