Pentru bateriile litiu-ion, folia de aluminiu este de obicei folosită ca colector pozitiv, iar folia de cupru este folosită ca colector negativ. Pentru a asigura stabilitatea colectorului din interiorul bateriei, puritatea ambilor colectoare trebuie să fie peste 98%. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei bateriilor cu litiu, cu toții sperăm că densitatea de energie a bateriei va fi cât mai mare posibil și greutatea bateriei va deveni mai ușoară și mai ușoară, fie că este vorba de o baterie litiu-ion folosită în produsele digitale sau de o baterie de vehicul electric. Cel mai important lucru în colector este reducerea grosimii și greutății colectorului, astfel încât să reducă intuitiv volumul și greutatea bateriei.

1. Cerințe de grosime ale foliei de aluminiu de cupru pentru baterie cu litiu

Odată cu dezvoltarea rapidă a bateriei cu litiu în ultimii ani, colectorul pentru baterie litiu-ion s-a dezvoltat rapid și el. Folia de aluminiu pozitivă a fost redusă de la 16um la 14um, apoi la 12um. Acum mulți producători de baterii au produs și folosit în masă folie de aluminiu de 10um sau chiar folie de aluminiu de 8um. Deoarece folia de cupru pentru electrodul negativ are o flexibilitate bună, grosimea sa a fost redusă de la 12um la 10um și apoi la 8um. Până în prezent, majoritatea producătorilor de baterii au folosit 6um în producția de masă, iar unii producători dezvoltă 5um/4um care sunt posibile de utilizat. Datorită cerințelor ridicate pentru puritatea foliei de cupru aluminiu utilizate în bateriile cu ioni de litiu, densitatea materialelor este practic la același nivel. Odată cu scăderea grosimii de dezvoltare, densitatea zonei va scădea în mod corespunzător, iar greutatea bateriilor va deveni în mod natural din ce în ce mai mică, îndeplinind cerințele noastre pentru bateriile litiu-ion.

2. Cerințele de rugozitate ale suprafeței foliei de aluminiu de cupru pentru baterie cu litiu

În ceea ce privește colectorul, pe lângă grosimea și greutatea acestuia, performanța la suprafață a colectorului are și un impact mare asupra producției și performanței bateriei. În special pentru colectorul catodic, din cauza defectelor tehnologiei de preparare, folia de cupru de pe piață este în principal păr cu o singură parte, păr cu două părți și rugosire dublă. Asimetria structurii celor două laturi duce la asimetria rezistenței de contact a acoperirii pe ambele părți ale electrodului negativ, ceea ce face ca capacitatea celor două părți ale electrodului negativ să nu poată fi eliberată uniform; În același timp, asimetria ambelor părți provoacă, de asemenea, rezistența de legare inconsecventă a învelișului electrodului negativ, ceea ce duce la un dezechilibru grav al duratei de viață a ciclului de descărcare a sarcinii a acoperirii electrodului negativ pe ambele părți, accelerând astfel atenuarea capacității bateriei.

În mod similar, folia de aluminiu pozitivă încearcă, de asemenea, să se dezvolte spre o structură simetrică cu două fețe, dar în prezent, datorită influenței procesului de preparare a foliei de aluminiu, este important să se folosească folie de aluminiu lustruită pe o singură față. Deoarece folia de aluminiu este în principiu laminată din lingouri de aluminiu cu grosime mare, contactul dintre lingourile de aluminiu și rolele ar trebui controlat în timpul rulării. Prin urmare, lubrifianții sunt în general adăugați pe suprafața foliei de aluminiu pentru a proteja lingourile și rulourile de aluminiu. Lubrifianții de pe suprafață au un anumit impact asupra electrodului bateriei. Prin urmare, pentru folia de aluminiu, îndepărtarea lubrifianților de pe suprafață este, de asemenea, un factor cheie.

3. De ce să folosiți folie de cupru pentru polul negativ și folie de aluminiu pentru polul pozitiv?

În primul rând, folia de aluminiu de cupru are o conductivitate bună, o textură moale și un preț scăzut. După cum știm cu toții, principiul de funcționare al bateriei litiu-ion este un dispozitiv electrochimic care transformă energia chimică în energie electrică. În acest proces, avem nevoie de un mediu pentru a transfera energia electrică convertită din energia chimică, iar aici avem nevoie de materiale conductoare. Dintre materialele obișnuite, materialele metalice au cea mai bună conductivitate, în timp ce folia de cupru și folia de aluminiu sunt ieftine și au o conductivitate bună. În același timp, în bateriile litiu-ion, avem două metode importante de procesare: bobinare și laminare.

În ceea ce privește înfășurarea, piesa polară folosită la pregătirea bateriei trebuie să aibă o anumită moliciune pentru a se asigura că piesa polară nu se va rupe la înfășurare. Printre materialele metalice, folia de aluminiu de cupru este, de asemenea, un metal moale. În cele din urmă, luați în considerare costul pregătirii bateriei. Relativ vorbind, folia de aluminiu de cupru este relativ ieftină, iar lumea este bogată în resurse de cupru și aluminiu.

În al doilea rând, folia de aluminiu de cupru este relativ stabilă în aer. Aluminiul este ușor de reacționat cu oxigenul din aer, formând o peliculă densă de oxid pe suprafața aluminiului pentru a preveni reacția ulterioară a aluminiului. Această peliculă subțire de oxid poate proteja și aluminiul din electrolit. Cuprul este relativ stabil în aer și nu reacționează în aer uscat.

În al treilea rând, potențialul polului pozitiv și negativ al bateriilor cu ioni de litiu determină că polul pozitiv folosește folie de aluminiu, iar polul negativ utilizează folie de cupru, mai degrabă decât invers. Cu un potențial pozitiv ridicat, folia de cupru este ușor de oxidat sub un potențial ridicat, în timp ce aluminiul are un potențial ridicat de oxidare, iar folia de aluminiu are o peliculă densă de oxid la suprafață, care are și o bună protecție pentru aluminiul intern.