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MJtongshao銀蟲 (著名寫手)
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[交流]
為什么鋰離子電池集流體負極要用銅箔，正極要用鋁箔？ 已有4人參與
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| 為什么鋰離子電池集流體負極要用銅箔，正極要用鋁箔？ |
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
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1、集流體的作用主要就是導電。這個跟我們電線的材料類似也是用的銅絲或者鋁絲。最好的肯定是銀，但是貴金屬元素畢竟稀有，而世界上銅和鋁元素資源豐富，價格也相對便宜。 2、銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。另一方面，銅鋁箔在空氣中也相對比較穩(wěn)定。 3、鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，在鋁表面層生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進一步反應，而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護作用。銅在空氣中本身比較穩(wěn)定，在干燥的空氣中基本不反應。 4、銅/鎳表面氧化層屬于半導體，電子導通；而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體，氧化層不能導電，但由于其很薄，通過隧道效應實現(xiàn)電子電導，若氧化層較厚，阻抗較大，導電性能差，甚至絕緣。 5、正極電位高，銅/鎳箔氧化層較疏松些，在高電位下很容易被氧化，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對內(nèi)部的鋁也有較好的保護作用。 6、鋁在低電位下與鋰會發(fā)生合金化反應（例如負極為鋰0 V或石墨0.2 V）因而被消耗。金屬鋁的晶格八面體空隙大小與Li 大小相近，極易與Li形成金屬間隙化合物，Li 和Al不僅形成了化學式為LiAl的合金，還有可能形成了Li3Al2或Li4Al3。由于金屬Al與Li 反應的高活潑性，使金屬Al消耗了大量的Li ，本身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也遭到破壞，故不能作為鋰離子電池負極的集流體。 7、Cu在電池充放電過程中，只有很少的嵌鋰容量，并且保持了結(jié)構(gòu)和電化學性能的穩(wěn)定，可作為鋰離子電池負極的集流體；但是若銅/鎳表面大量氧化，在稍高電位下Li會與氧化銅/鎳發(fā)生嵌鋰發(fā)應，Cu箔在3.75V時，極化電流開始顯著增大，并且呈直線上升，氧化加劇，表明Cu在此電位下開始不穩(wěn)定 |
6樓2021-01-11 16:37:48
小樹林123
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2樓2021-01-09 23:55:47
MJtongshao
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3樓2021-01-10 21:50:35
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
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銅箔在正極高電位下會氧化溶解，無法用做正極箔材，鋁箔用在碳材料一類負極中由于電位的關(guān)系會優(yōu)先和鋰反應無法充電，但是如果用鈦酸鋰做負極，是可以用鋁做負極箔材的。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
4樓2021-01-11 03:42:33
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