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MJtongshao

银虫 (正式写手)

[交流] 为什么锂离子电池集流体负极要用铜箔,正极要用铝箔?已有4人参与

为什么锂离子电池集流体负极要用铜箔,正极要用铝箔?
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小树林123

铁虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
这个主要是因为电极电位

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2楼2021-01-09 23:55:47
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MJtongshao

银虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by 小树林123 at 2021-01-09 23:55:47
这个主要是因为电极电位

能再说得细一点吗?谢谢
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3楼2021-01-10 21:50:35
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养猪状元户

新虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by MJtongshao at 2021-01-10 21:50:35
能再说得细一点吗?谢谢...

铜箔在正极高电位下会氧化溶解,无法用做正极箔材,铝箔用在碳材料一类负极中由于电位的关系会优先和锂反应无法充电,但是如果用钛酸锂做负极,是可以用铝做负极箔材的。

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4楼2021-01-11 03:42:33
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MJtongshao

银虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by 养猪状元户 at 2021-01-11 03:42:33
铜箔在正极高电位下会氧化溶解,无法用做正极箔材,铝箔用在碳材料一类负极中由于电位的关系会优先和锂反应无法充电,但是如果用钛酸锂做负极,是可以用铝做负极箔材的。
...

钛酸锂用铝箔,是因为电位高的缘故吗?
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5楼2021-01-11 11:17:43
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诚智勇恒

新虫 (小有名气)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
1、集流体的作用主要就是导电。这个跟我们电线的材料类似也是用的铜丝或者铝丝。最好的肯定是银,但是贵金属元素毕竟稀有,而世界上铜和铝元素资源丰富,价格也相对便宜。
2、铜铝箔也是质地较软的金属。另一方面,铜铝箔在空气中也相对比较稳定。
3、铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应,在铝表面层生成一层致密的氧化膜,阻止铝的进一步反应,而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。铜在空气中本身比较稳定,在干燥的空气中基本不反应。
4、铜/镍表面氧化层属于半导体,电子导通;而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体,氧化层不能导电,但由于其很薄,通过隧道效应实现电子电导,若氧化层较厚,阻抗较大,导电性能差,甚至绝缘。
5、正极电位高,铜/镍箔氧化层较疏松些,在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。
6、铝在低电位下与锂会发生合金化反应(例如负极为锂0 V或石墨0.2 V)因而被消耗。金属铝的晶格八面体空隙大小与Li 大小相近,极易与Li形成金属间隙化合物,Li 和Al不仅形成了化学式为LiAl的合金,还有可能形成了Li3Al2或Li4Al3。由于金属Al与Li 反应的高活泼性,使金属Al消耗了大量的Li ,本身的结构和形态也遭到破坏,故不能作为锂离子电池负极的集流体。
7、Cu在电池充放电过程中,只有很少的嵌锂容量,并且保持了结构和电化学性能的稳定,可作为锂离子电池负极的集流体;但是若铜/镍表面大量氧化,在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应,Cu箔在3.75V时,极化电流开始显著增大,并且呈直线上升,氧化加剧,表明Cu在此电位下开始不稳定
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6楼2021-01-11 16:37:48
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xmcssj

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
6楼: Originally posted by 诚智勇恒 at 2021-01-11 16:37:48
1、集流体的作用主要就是导电。这个跟我们电线的材料类似也是用的铜丝或者铝丝。最好的肯定是银,但是贵金属元素毕竟稀有,而世界上铜和铝元素资源丰富,价格也相对便宜。
2、铜铝箔也是质地较软的金属。另一方面, ...

受教了!
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7楼2021-01-11 16:58:38
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