锂电集流体的作用!
锂电那些事今日第二条2025年08月23日 星期六锂离子电池中的集流体是电池内部不可或缺的关键部件,其作用主要是承载电极活性物质、将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质、均匀分布电流。 承载电极活性物质:集流体通常制成箔片状(如铝箔、铜箔),为涂覆在其表面的电极浆料(由活性物质、导电剂、粘结剂等组成)提供物理支撑,形成结构稳定的电极片(正极片或负极片)。建立了电极活性物质层(如钴酸锂、磷酸铁锂、石墨等)与外部电路之间的低电阻电连接。 将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质:这是集流体最基本也是最重要的作用。它作为电子流动的高速公路,将电池内部化学反应产生的电流(电子)有效地收集起来,并传导到电池的外部电极(正极或负极的极耳),或者将从外部流入的电流(充电时)均匀地分发给电极活性物质。它建立了电极活性物质层(如钴酸锂、磷酸铁锂、石墨等)与外部电路之间的低电阻电连接。 均匀分布电流:良好的集流体具有高导电性,能够确保电流在电极表面均匀分布,减少电极内部的电流密度差异和电势分布不均。均匀的电流分布有助于活性物质得到更充分的利用,减少局部过充/过放,提高电池的倍率性能(充放电速度)、循环寿命和能量效率。 因此,对于集流体的要求主要有纯度高,电导率高,化学与电化学稳定性好,机械强度高,与电极活性物质结合好。 锂电集流体通常采用铜箔和铝箔。由于铜箔在较高电位时易被氧化,主要用于负极集流体。铝箔在低电位时腐蚀问题较为严重,主要用于正极集流体。 集流体成分不纯会导致表面氧化膜不致密而发生点腐蚀,甚至生成LiAl合金。铜和铝表面都能形成一层氧化膜:铜表面氧化层属于半导体,电子能够导通,但是氧化层太厚会导致阻抗较大;而铝表面氧化层属绝缘体,不能导电,但氧化层很薄时可以通过隧道效应实现电子电导,氧化层较厚时导电性极差。 虽然集流体不直接参与储能反应,但它对电池的内阻、倍率性能、循环寿命、安全性和能量密度都起着至关重要的作用。集流体的材料选择(铝箔/铜箔)、厚度、表面处理(如毛化、涂碳)、机械性能等都是电池设计中的关键参数。 锂电那些事免责声明 本公 众号部分内容来源于网络平台,小编整理,仅供学习与交流,非商业用途!对文中观点判断均保持中立,版权归原作者所有,如有报道错误或侵权,请尽快私信联系我们,我们会立即做出修正或删除处理。谢谢! 来源:锂电那些事