对于锂离子電(diàn)池来说，通常使用(yòng)的正极集流體(tǐ)是铝箔，负极集流體(tǐ)是铜箔。為(wèi)了保证集流體(tǐ)在電(diàn)池内部稳定性，二者纯度都要求在98%以上。随着锂電(diàn)技术的不断发展，无论是用(yòng)于数码产品的锂電(diàn)池还是電(diàn)动汽車(chē)的電(diàn)池，我们都希望電(diàn)池的能(néng)量密度尽量高，電(diàn)池的重量越来越轻，而在集流體(tǐ)这块最主要就是降低集流體(tǐ)的厚度和重量，从直观上来减少電(diàn)池的體(tǐ)积和重量。锂离子電(diàn)池的正极為(wèi)什么用(yòng)铝箔，而负极用(yòng)铜箔，原因有(yǒu)以下三点：
一是铜铝箔导電(diàn)性好，质地软，价格便宜。我们都知道，锂電(diàn)池工作原理(lǐ)是将化學(xué)能(néng)转化為(wèi)電(diàn)能(néng)的一种電(diàn)化學(xué)装置，那么在这个过程中，我们需要一种介质把化學(xué)能(néng)转化的電(diàn)能(néng)传递出来，这里就需要导電(diàn)的材料。而在普通材料中，金属材料是导電(diàn)性最好的材料而在金属材料里价格便宜导電(diàn)性又(yòu)好的就是铜箔和铝箔。同时，在锂電(diàn)池中，我们主要有(yǒu)卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说，需要用(yòng)于制备電(diàn)池的极片具有(yǒu)一定的柔软性，才能(néng)保证极片在卷绕时不发生脆断等问题，而金属材料中，铜铝箔也是质地较软的金属。最后就是考虑電(diàn)池制备成本，相对来说，铜铝箔价格相对便宜，世界上铜和铝元素资源丰富。
二是铜铝箔在空气中也相对比较稳定。铝很(hěn)容易跟空气中的氧气发生化學(xué)反应，在铝表面层生成一层致密的氧化膜，阻止铝的进一步反应，而这层很(hěn)薄的氧化膜在電(diàn)解液中对铝也有(yǒu)一定的保护作用(yòng)。铜在空气中本身比较稳定，在干燥的空气中基本不反应。
三是锂電(diàn)池正负极電(diàn)位决定正极用(yòng)铝箔，负极用(yòng)铜箔，而非反过来。正极電(diàn)位高，铜箔在高電(diàn)位下很(hěn)容易被氧化，而铝的氧化電(diàn)位高，且铝箔表层有(yǒu)致密的氧化膜，对内部的铝也有(yǒu)较好的保护作用(yòng)。采用(yòng)两者做集流體(tǐ)都是因為(wèi)两者导電(diàn)性好,质地比较软(可(kě)能(néng)这也会有(yǒu)利于粘结)，也相对常见比较廉价，同时两者表面都能(néng)形成一层氧化物(wù)保护膜。
一、金属铝的晶格八面體(tǐ)空隙大小(xiǎo)与Li 大小(xiǎo)相近，极易与Li形成金属间隙化合物(wù)，Li 和Al不仅形成了化學(xué)式為(wèi)LiAl的合金，还有(yǒu)可(kě)能(néng)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(néng)作為(wèi)锂离子電(diàn)池负极的集流體(tǐ)；而Cu在電(diàn)池充放電(diàn)过程中，只有(yǒu)很(hěn)少的嵌锂容量，并且保持了结构和電(diàn)化學(xué)性能(néng)的稳定，可(kě)作為(wèi)锂离子電(diàn)池负极的集流體(tǐ)；Cu箔在3.75V时，极化電(diàn)流开始显著增大，并且呈直線(xiàn)上升，氧化加剧，表明Cu在此電(diàn)位下开始不稳定；而铝箔在整个极化電(diàn)位區(qū)间，极化電(diàn)流较小(xiǎo)，并且恒定，没有(yǒu)观察到明显腐蚀现象的发生，保持了電(diàn)化學(xué)性能(néng)的稳定。由于在锂离子電(diàn)池正极電(diàn)位區(qū)间， Al的嵌锂容量较小(xiǎo)，并且能(néng)够保持電(diàn)化學(xué)稳定，适合作锂离子電(diàn)池的正极集流體(tǐ)。
二、铜/镍表面氧化层属于半导體(tǐ)，電(diàn)子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘體(tǐ)，氧化层不能(néng)导電(diàn)，但由于其很(hěn)薄，通过隧道效应实现電(diàn)子電(diàn)导，若氧化层较厚，铝箔导電(diàn)性级差，甚至绝缘。一般集流體(tǐ)在使用(yòng)前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可(kě)除去厚氧化层。
三、正极電(diàn)位高，铝薄氧化层非常致密，可(kě)防止集流體(tǐ)氧化。而铜/镍箔氧化层较疏松些，為(wèi)防止其氧化，電(diàn)位比较低较好，同时Li难与Cu/镍在低電(diàn)位下形成嵌锂合金，但是若铜/镍表面大量氧化，在稍高電(diàn)位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应。而铝箔不能(néng)用(yòng)作负极,低電(diàn)位下会发生LiAl合金化。
四、集流體(tǐ)要求成分(fēn)纯。Al的成分(fēn)不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金。
钠電(diàn)集流體(tǐ)材料
与锂不同，由于铝和钠在低電(diàn)位不会发生合金化反应，钠离子電(diàn)池正极和负极的集流體(tǐ)都可(kě)使用(yòng)廉价的铝箔而不是成本更高的铜箔。据判断，钠离子電(diàn)池集流體(tǐ)铝箔与锂電(diàn)池基本相同，性能(néng)要求基本接近。
锂電(diàn)用(yòng)铜铝箔厚度要求
随着近些年锂電(diàn)迅猛发展，锂電(diàn)池用(yòng)集流體(tǐ)发展也很(hěn)快。正极铝箔由前几年的16um降低到14um，再到12um，现在已经不少電(diàn)池生产厂家已经量产使用(yòng)10um的铝箔，甚至用(yòng)到8um。而负极用(yòng)铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有(yǒu)很(hěn)大部分(fēn)電(diàn)池厂家量产用(yòng)6um，以及部分(fēn)厂家正在开发的5um/4um都是有(yǒu)可(kě)能(néng)使用(yòng)的。由于锂電(diàn)池对于使用(yòng)的铜铝箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，随着开发厚度的降低，其面密度也相应降低，電(diàn)池的重量自然也是越来越小(xiǎo)，符合我们对于锂電(diàn)池的需求。
锂電(diàn)用(yòng)铜铝箔表面粗糙度要求:
对于集流體(tǐ)，除了其厚度重量对锂電(diàn)池有(yǒu)影响外，集流體(tǐ)表面性能(néng)对電(diàn)池的生产及性能(néng)也有(yǒu)较大的影响。尤其是负极集流體(tǐ)，由于制备技术的缺陷，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种為(wèi)主。这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触電(diàn)阻不对称，进而使两面负极容量不能(néng)均匀释放；同时，两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，是的两面负极涂层充放電(diàn)循环寿命严重失衡，进而加快電(diàn)池容量的衰减。
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