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铜箔物性对电池的影响

1、铜箔物理性能
亲水性
铜箔的亲水性与本身的组织结构及表面粗糙度相关, 直接影响到与负极活性物质的接触能力、附着能力、电极制作过程和电极质量。

电解铜箔对负极活性物质必须具备较好的粘结强度, 以便均匀地涂敷负极物质而不脱落, 否则会影响到电池内阻和循环使用寿命等, 这就要求铜箔表面要有一定粗糙度。

但据涂布在线了解,表面粗糙度并不是越大越好, 随着表面粗糙程度的增加,容易润湿的表面变得更容易润湿、亲水性更好, 而难润湿的表面变得更难润湿、亲水性更差。

石墨等负极活性物质与表面粗糙度大的电解铜箔接触性差、附着力低、易脱落, 直接影响电池的循环寿命。

面密度
铜箔的面密度是指单位面积的质量, 反映铜箔厚度的均匀程度, 直接影响负极电极活性物质的涂敷量。

铜箔的厚度均匀度如果波动太大, 最终将影响到电池容量和一致性。

耐折性
不同类型的锂离子电池对负极铜箔耐折性能的要求也不同。

相对于叠片式电池来说, 卷绕式电池要求铜箔具有更好的耐折性能。

抗拉强度及延伸率
铜箔必须具有足够的抗拉强度及延伸率, 否则在对涂有石墨等活性物质的负极极片进行压平的过程中, 铜箔与活性物质间的接触性能会变差, 使负极的尺寸稳定性和平整性变差, 同时易产生极片断裂等问题。

这些都将影响负极制作的成品率、电池容量、内阻和循环寿命等。

2、铜箔的化学性能
电解铜箔生产中, 生箔具有较强活性, 易与空气中的氧发生氧化反应, 故必须进行钝化处理, 形成一层氧化物保护膜(钝化膜)。

据涂布在线了解,若氧化膜属半导体、太厚, 电子难以导通, 阻抗较大, 将会增加电池内阻, 从而导致电池容量衰减; 若氧化层太疏松, 将会降低负极活性物质的附着力。

此外, 锂离子电池用有机电解液有较强的腐蚀性, 因此要求铜箔应有良好的耐蚀性。

3、铜箔表面质量
铜箔表面质量对负极制作过程、制作质量和电池性能都会有明显影响(表3)。

表面瑕疵将导致铜箔附着力下降, 出现涂布露箔点、阴阳面(双面涂敷量不均) , 对
电池的容量、内阻、循环寿命等产生严重影响,甚至直接导致电极报废。

锂离子电池用铜箔的表面必须洁净、平整, 不允许有任何条纹、凹陷、针孔、斑点和机械损伤等缺陷。

锂离子电池用铜箔的发展趋势
随着电子产品的大量应用, 对锂离子电池的规格和质量提出了更高的要求, 也为锂离子电池工业和铜箔工业的发展带来了新的契机, 同时对铜箔的性能和质量提出了更高的要求:
1、铜箔的性能、精度、一致性要求更高;
2、厚度更薄, 以满足锂离子电池的高体积容量要求。

目前的方向是开发厚度小于9m的铜箔;
3、对表面进行微观处理, 以增强抗氧化、抗腐蚀和导电能力, 以及与负极活性物质的附着强度;。

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