鋰離子電池選擇銅鋁箔作為集流體的原因是因?yàn)?,鋰離子電池采用兩者做集流體導(dǎo)電性好,延展性好,也相對常見比較廉價(jià),同時(shí)兩者表面都能形成一層氧化物保護(hù)膜。鋁薄氧化層非常致密,可防止集流體氧化。
鋰離子會(huì)與金屬鋁反應(yīng)生成鋁鋰合金,該反應(yīng)的電壓為1.0V。石墨不能用鋁箔做集流體。鋰離子從高電位脫嵌后,會(huì)優(yōu)先嵌入反應(yīng)電壓高的物質(zhì)中。鋁鋰合金的形成的形成電壓(1.0V)高于石墨嵌鋰電壓(0.2V),所以如果用鋁做石墨集流體,會(huì)造成鋰離子與鋁箔發(fā)生嚴(yán)重的副反應(yīng),形成鋁鋰合金。鈦酸鋰的嵌鋰電壓高達(dá)1.5V,遠(yuǎn)高于鋰離子的析鋰電壓0V,由于鈦酸鋰的嵌鋰電位高于鋁鋰合金的形成電位1.0V,因此鈦酸鋰可以使用鋁箔作為集流體。
銅箔氧化層較疏松些,為防止其氧化,電位比較低較好,同時(shí)Li難與Cu在低電位下形成嵌鋰合金,但是若銅表面大量氧化,在稍高電位下Li會(huì)與氧化銅發(fā)生嵌鋰發(fā)應(yīng)。銅在電解液環(huán)境下,會(huì)在電壓達(dá)到3.3V時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)。前提條件:任何針對電壓大小的討論,都要有一個(gè)相對值。而在鋰離子電池體系中,討論電壓的相對值就是鋰離子析出成金屬鋰的電壓。我們將此電壓作為0V,其他所有反應(yīng)的電壓大小,都是與鋰單質(zhì)析出電壓的差值。
鋰離子電池鋁塑膜鋁層形成一個(gè)短路的回路,處于低電勢的部分,一旦與鋁接觸會(huì)通過電導(dǎo)率較高的電解液引起電化學(xué)反應(yīng),化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致鋁層的不斷被消耗。空氣中水分會(huì)進(jìn)入電芯內(nèi)部導(dǎo)致進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體。
小編:ZiYu