リチウム電池が陰極に銅箔を使用するのはなぜですか？

リチウム電池は、正極材に蓄えられたリチウムイオンと電子を利用して、充電・放電時に逆移動し、正常な動作を実現します。主な構造は、正極、負極、電解質です。正と負の電極集電材料を保存するために使用される主要な外側の4つのほとんどに加えて、リチウム電池の重要な部分であり、その主な機能は、より大きな外部出力電流を形成するために集められた電池活物質の電流を生成することです。リチウムイオン電池の動作原理と構造設計によれば、正極と負極の材料を導電性集電体にコーティングする必要があります。そのため、集電体は活物質と完全に接触し、内部抵抗はできるだけ小さくしてください。

銅箔とアルミ箔は導電性が良く、酸化保護膜を形成しており、接合に適した柔らかな質感、成熟した製造技術、比較的低価格であるため、リチウム電池集電体の主原料として選ばれています。リチウム電池の正極電位が高く、アルミホイルの酸化物層が比較的緻密で、集電体の酸化を防ぐことができ、高電位でリチウムインターカレーション反応が起こり、正極集が適切ではありません。正の集電体は一般的にアルミホイルを使用します。負極は低電位です。アルミホイルは低電位でアルミホイル合金を形成しやすく、アノード集電体は一般に銅ホイルを使用しており、銅ホイルとアルミホイルは互換性がありません。

電池の負極活物質を約９０％の負極活物質炭素材料、４％〜５％のアセチレン黒色導電剤、および６％〜７％のバインダーと均一に混合した後、負極活性ソースは一般的に均一に分布しています。銅箔集電体の表面にコーティングされており、活物質の厚さは50〜100mです。負極は、乾燥、圧延、スリット等により得られる。リチウム電池の基本的な性能は、電池システム全体の材質と密接に関係しています。負極の場合、負極活物質に加えて、銅箔の品質も負極の製造工程や電池性能に大きく影響します。

リチウム電池の集電体であるリチウムイオン銅箔の厚さは、一般に7〜20μmです。現在、新エネルギー車の銅箔の厚さは8〜12μmであり、車両全体の銅箔の品質は10kg以上です。リチウム銅箔の厚さが薄いほど、バッテリーの重量は軽くなります。同時に、リチウムイオン銅箔が薄いほど抵抗が小さくなり、電池の性能も向上します。したがって、電池上の銅箔の品質を低下させ、銅箔原料のコストを削減し、より高いエネルギー密度を提供することが、パワーリチウム電池の銅箔の鍵となる。今後のリチウム箔の軽量化・薄型化が大きなトレンドになると考えています。