为什么锂离子电池集流体负极要用铜箔,正极要用铝箔? 返回小木虫查看更多
这个主要是因为电极电位
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,
这个主要是因为电极电位
能再说得细一点吗?谢谢
钛酸锂用铝箔,是因为电位高的缘故吗?
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,
受教了!