【摘要】
目前鋰離子電池生產(chǎn)中使用的銅箔厚度為8μm~12μm(3C數(shù)字電池中使用的銅箔為6~7μm),鋁箔厚度為12μm~20μm,作為正負極導(dǎo)電基材,占鋰離子電池重量的15%~20%。打孔后,鋰離子的擴散路徑可轉(zhuǎn)化為三維全方位穿透,通過增加進入孔隙的正負極材料與箔的接觸面,可以縮小鋰離子的遷移半徑,提高導(dǎo)電效率。
提高電池比能量的方法是使用更高容量的正負極材料、更薄的隔膜紙、更薄的銅箔和鋁箔,以盡可能減少其他輔助添加劑。
目前鋰離子電池生產(chǎn)中使用的銅箔厚度為8μm~12μm(3C數(shù)字電池中使用的銅箔為6~7μm),鋁箔厚度為12μm~20μm,作為正負極導(dǎo)電基材,占鋰離子電池重量的15%~20%。如何進一步降低銅鋁箔的重量比,提高比能量?因此,在這樣的環(huán)境刺激下,微孔銅箔鋁箔誕生了:
鋁箔激光微孔的優(yōu)點:
1.對于相同規(guī)格的箔,孔隙率為17%的微孔箔,重量減輕17%;表面密度相同,正負壓實增加(部分材料填充孔隙)。
2.有效提高鋰電池的倍率性能;對于傳統(tǒng)箔的鋰電池,鋰離子的遷移通過箔的二維方向擴散到極耳端。打孔后,鋰離子的擴散路徑可轉(zhuǎn)化為三維全方位穿透,通過增加進入孔隙的正負極材料與箔的接觸面,可以縮小鋰離子的遷移半徑,提高導(dǎo)電效率。
3.有效降低鋰電池內(nèi)阻;同樣箔材的對比顯示,使用沖孔銅箔和鋁箔可有效降低8%~20%的內(nèi)阻。
4.鋰電池電解液注入后的滲透效率可以大大提高,滲透一致性可以100%保證。對于傳統(tǒng)箔鋰電池,電解質(zhì)從縱向擴散到中心,鉆孔后呈三維滲透擴散,完全消除了部分電池極片中心無法滲透的問題。在行業(yè)內(nèi),單體電池一致性不足的原因之一是滲透一致性。
5.提高了箔的表面附著力。正負極片涂層的正負兩面通過孔隙之間的材料形成工咬合狀態(tài),大大降低了極片脫落的概率。
6.提高極片的彎曲柔軟度,更適合柔性電池的應(yīng)用。(現(xiàn)有公司批量生產(chǎn)可穿戴鋰電池,性能明顯提高)
鋰電容、超級電容、鎳鎘、鎳氫電池采用微孔銅箔,性能明顯提高。未大規(guī)模推廣的原因是成本問題。激光打孔生產(chǎn)效率極高。預(yù)計量產(chǎn)后成本將比傳統(tǒng)雙光銅箔價格增長有限(估計最終價格在13萬/噸左右)。
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