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wkf1234铁杆木虫 (正式写手)
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锂离子电池集流体 已有5人参与
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| 请教，锂离子电池中使用铜箔作为负极的集流体，铝箔作为正极的集流体，能反着使用吗？如果负极使用铝箔作为集流体，正极使用铜箔作为集流体，会怎样？ |
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
wkf1234: 金币+5, 很详细 2015-02-10 18:00:19
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wkf1234: 金币+5, 很详细 2015-02-10 18:00:19
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AL不能做负极集流体，因为是嵌锂活性的，Cu是非活性的。 Cu不能做正极集流体，因为充电过程中会氧化。 一般情况下锂电池正极用铝箔，负极石墨电极用铜箔。因为铝在低电位下会嵌锂，形成锂铝合金，不宜做负极集流体；不过要是负极电池较高的话可以用铝箔，比如如果选择钛酸锂为负极材料就可以用铝箔； 铜在高电位下会氧化，不宜做正极集流体。 作为锂电池负极集流体材料，必须满足在充电过程中，集流体与锂离子不发生反应，并尽量多的满足锂离子的可逆脱嵌。铜箔作为电池负极集流体时，由于一定温度下其与锂无合金相存在，理论上不会形成金属间化合物，因此可以作为锂电池的负极集流体；与此对应的铝箔由于其与Li有可能形成金属间化合物，造成不可逆损失，从而影响电池的容量发挥，因此不能作为电池的负极集流体使用。 作为锂电池正极集流体，必须保证材料在电池循环过程中的电化学稳定性，磷酸铁锂电池工作电压，即铁与锂的氧化还原电位差在3.4V左右，而一价铜的氧化还原电位为0.184V，铝的氧化还原电位为-0.166V，均低于3.4V ，理论上都会发生氧化反应，但Al在被氧化时，容易在其表面形成一层致密的Al2O3膜，从而阻碍Al继续被氧化；而Cu在被氧化时，没有类似的钝化作用。因此铝箔可以作为正极集流体。 由于金属Al的晶格八面体空隙大小与Li+半径大小相近,Li+较易嵌入Al晶格中,作为石墨负极的集流体时,有很高的嵌锂容量及不可逆容量损失,并伴随有物理形态的变化;而Cu作为石墨负极的集流体时,只有较少的嵌锂容量,故Cu适合作负极的集流体。在正极的工作电压区间,Al作LiCoO2正极集流体,具有电化学性能稳定且嵌脱锂容量低的特点 |
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qinbsh
6楼2015-02-09 09:55:38
12楼2015-02-15 09:54:49
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liucheng200883
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wkf1234: 金币+5, 很详细 2015-02-10 18:00:39
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wkf1234: 金币+5, 很详细 2015-02-10 18:00:39
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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；而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。 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；而铝箔在整个极化电位区间，极化电流较小，并且恒定，没有观察到明显腐蚀现象的发生，保持了电化学性能的稳定。 由于在锂离子电池正极电位区间， Al的嵌锂容量较小，并且能够保持电化学稳定，适合作锂离子电池的正极集流体。 你看看上面的，再看看是否可以反正用，反正用会怎么样。 |
8楼2015-02-10 12:00:15
qinbsh
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阿Q~~
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