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2鋰離子電池用銅箔的性能要求
鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組
成。充電時(shí)加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的嵌鋰化
合物釋放出鋰離子,通過隔膜后嵌入六方片層結(jié)構(gòu)的
石墨負(fù)極中:放電時(shí)鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的石墨中析
出,重新和正極的嵌鋰化合物結(jié)合,鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)
生了電流。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和充放電過程化學(xué)反
應(yīng)原理雖然很簡(jiǎn)單,然而在實(shí)際的商業(yè)化應(yīng)用中需要
考慮很多問題。例如,正負(fù)極材料的導(dǎo)電性能、充放電
電位、活性、脫插鋰的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能、倍率性能和安全性
能等,以及電解液的穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和環(huán)境適應(yīng)性等。
除上述因素外,鋰離子電池的內(nèi)阻必須足夠小,只有這
樣才能保證使用的可靠性和較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。
銅箔在鋰離子電池中既是負(fù)極活性材料的載體,
又是負(fù)極電子的收集與傳導(dǎo)體,因此對(duì)其有特殊的技
術(shù)要求,即必須具有良好的導(dǎo)電性,表面能均勻地涂
敷負(fù)極材料而不脫落,并具有良好的耐蝕性。為了保
證涂敷在電解銅箔上的負(fù)極材料不會(huì)脫落,在制備時(shí)
必須加入合適的粘結(jié)劑。目前常用的粘結(jié)劑為
PVDF. PTFE SBR、LA 133等,其粘結(jié)強(qiáng)度不僅取決于
粘合劑本身的物理化學(xué)性能,而且與銅箔的表面特性
有很大關(guān)系。涂層的粘結(jié)強(qiáng)度足夠高時(shí),可防止充放
電循環(huán)過程中負(fù)極的粉化脫落,或因過度膨脹收縮而剝
離基片,降低循環(huán)容量保持率。反之如果粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)
不到要求,則隨著循環(huán)次數(shù)的增加,因涂層剝離程度加
重而使電池內(nèi)阻抗不斷增大。循環(huán)容量下降加劇。這就