锂电池多采用复合铜箔,与铜箔相比复合铜箔有哪些特点优势吗?
一、锂电池多采用复合铜箔,与铜箔相比复合铜箔有哪些特点优势吗?
优势一:高能量密度
由于铜、铝的密度分别为8.96和2.7g/cm3,均高于PET膜材的1.37g /cm3 ,因此将部分铜或者铝 换成PET材料,均能减少箔材的重量。假设1GWh锂电池正级、负极箔材用量均为1200万平米,铜箔厚度为6微米,铝箔厚度为12微米, 则需要的铜箔用量为645吨,铝箔用量为389吨。若将铜箔、铝箔换成复合箔材,其中PET层厚度为4.5微米,金属层厚度为2微米,则1GWh锂电池 需要的复合铜箔、复合铝箔分别为289吨、139吨,相对传统箔材分别减重55%和64%。
优势二:低成本(原材料成本低)
锂电池中,铜箔成本比铝箔高。假设铜、铝金属的价格分别为5.5万元/吨和1.6万元/吨,则1GWh 锂电池需要的传统铜箔、铝箔原材料成本分别为3548万元和622万元,铜箔原材料成本是铝箔原 材料成本的5.7倍。并且铜箔的加工费一般高于铝箔,考虑加工费用后,铜箔成本将更高。若以复合铜箔和复合铝箔分别替代传统铜箔和铝箔,1GWh电池的箔材原材料成本分别可以下降 2314万元和467万元,下降幅度为65%和75%。从降成本角度来看,用复合铜箔替代铜箔,电池整体的降成本效果更明显。
优势三:高安全性(降低内短路)
采用复合箔材后,能够减少电芯内短路的发生,提高电 芯的安全性。一方面复合箔材中金属层更薄,在电芯受 到冲击时,金属层不易刺穿隔膜,降低内短路发生。另 外一方面,在针刺测试时,PET膜能起到一定的隔离作用, 也能降低内短路的发生。采用传统箔材方案,针刺测试时,电芯容易发生内短路, 电芯电压瞬间降低到0V,电芯内部自放电,温度快速上 升。而采用复合箔材后,电芯温度并没有明显变化,大 幅提升电芯安全性。
知识拓展:
铜箔技术不断迭代,复合铜箔有望登上舞台-技术资讯-资讯-中冶有色技术网
二、锂电池铜箔厚度标准?
铜箔和铝箔具有良好的导电性、、已形成氧化保护膜、质地较软有利于粘结、制造技术较成熟、价格相对低廉等优势,因此被选择作为锂电池集流体的主要材料。锂电池的正极电位高,铝箔的氧化层比较致密,可防止集流体氧化,而铜在高电位下会发生嵌锂反应,不宜做正极集流体,正极集流体一般采用铝箔;而负极的电位低,铝箔在低电位下易形成铝锂合金,负极集流体一般采用铜箔,铜箔和铝箔之间不具备互替性。
电池的负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%~5%的乙炔黑导电剂、6%~7%的粘合剂均匀混合后,一般将配好的负极活性酱料均匀涂覆于铜箔集流体表面,活性材料厚度为50~100m,经干燥、滚压、分切等工序,制得负极电极。锂电池的基本性能与整个电池系统的材料密切相关。对于负极,除负极活性材料外,铜箔的质量也对负极制作工艺及电池性能有很大影响。
作为锂电池的集流体的锂电铜箔,一般厚度通常在7-20μm之间。目前新能源汽车配备的铜箔厚度为8~12μm,整车铜箔的质量达到10kg以上。锂电铜箔厚度越小,意味着电池的重量将越轻。同时,更薄的锂电铜箔也意味着更小的电阻,则电池的性能也将得到提升。因此,减轻电池上铜箔的质量,降低铜箔原材料成本,同时提供更高的能量密度,成为动力锂电池用铜箔关键。我们认为,未来使用更加轻薄的锂电铜箔是大趋势。
三、锂电池复合铜箔是什么?
复合铜箔是新型锂电池负极集流体材料,相比传统电解铜箔,具有低成本、高安全和高能量密度的优势。
铜箔是锂电池负极集流体的关键材料。相比目前作为动力电池材料的6-8μm铜箔极板,复合铜箔具有高安全、高比容、长寿命、高兼容等优势。
四、锂电池铜箔是什么铜?
铜箔是由铜加一定比例的其它金属打制而成的一种阴质性电解材料,用途是作为导体,是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要材料。
铜箔具有低表面氧气特性,可以附着于各种不同基材,如金属,绝缘材料等,拥有较宽的温度使用范围。电子信息和锂电是铜箔主流应用领域,锂电铜箔相比电子铜箔性能要求更高。
五、固态锂电池需要铜箔吗?
需要,固体锂电池正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔。
固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,大大提升锂电池的能量密度。固态锂电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态锂电池一般功率密度较低,能量密度较高。由于固态锂电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车很理想的电池 。固体锂电池正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔。
六、锂电池都必须用铜箔吗?
锂电池通常情况下,使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔。所以,锂电池最好使用铜箔,但不是必须用铜箔的。具体原因如下:
一是铜铝箔导电性好,质地软,价格便宜。
二是铜铝箔在空气中也相对比较稳定。
三是锂电池正负极电位决定正极用铝箔,负极用铜箔,而非反过来。正极电位高,铜箔在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。
七、锂电池铜箔的重要性?
铜箔和铝箔具有良好的导电性、、已形成氧化保护膜、质地较软有利于粘结、制造技术较成熟、价格相对低廉等优势,因此被选择作为锂电池集流体的主要材料。锂电池的正极电位高,铝箔的氧化层比较致密,可防止集流体氧化,而铜在高电位下会发生嵌锂反应,不宜做正极集流体,正极集流体一般采用铝箔;而负极的电位低,铝箔在低电位下易形成铝锂合金,负极集流体一般采用铜箔,铜箔和铝箔之间不具备互替性。
电池的负极活性物质由约90%的负极活性物质碳材料、4%~5%的乙炔黑导电剂、6%~7%的粘合剂均匀混合后,一般将配好的负极活性酱料均匀涂覆于铜箔集流体表面,活性材料厚度为50~100m,经干燥、滚压、分切等工序,制得负极电极。锂电池的基本性能与整个电池系统的材料密切相关。对于负极,除负极活性材料外,铜箔的质量也对负极制作工艺及电池性能有很大影响。
作为锂电池的集流体的锂电铜箔,一般厚度通常在7-20μm之间。目前新能源汽车配备的铜箔厚度为8~12μm,整车铜箔的质量达到10kg以上。锂电铜箔厚度越小,意味着电池的重量将越轻。同时,更薄的锂电铜箔也意味着更小的电阻,则电池的性能也将得到提升。因此,减轻电池上铜箔的质量,降低铜箔原材料成本,同时提供更高的能量密度,成为动力锂电池用铜箔关键。我们认为,未来使用更加轻薄的锂电铜箔是大趋势。
八、锂电池铜箔和铝箔使用比例?
同等规格的箔材,孔隙率17%的铜箔与铝箔,重量减少17%;同等面密度,正负极压实提高(部分材料填充进入孔隙间)。
2、有效提升新能源锂电池倍率性能;
铝箔与铜箔的锂电池,锂离子的迁移通过箔材二维方向向极耳端扩散,铝箔和铜箔箔材通孔后,锂离子的扩散路径可转化为立体全方位穿透,且可通过进入到孔隙间的正负极材料与箔材的接触面增加,缩小锂离子迁移半径,提高导电效率。
3、有效降低新能源锂电池内阻;
同等箔材做的对比显示,同时使用用铜箔与铝箔可有效降低内阻8%~20%
九、铜箔是如何变成锂电池的?
铜箔是把电池的负极材料通过涂布机刮涂在箔材上,然后再和正极材料涂布的铝薄,就组成电池的正负极性。
十、锂电池中的铜箔有多少?
锂电池中铜箔在锂电池中充当负极集流体,即负极活性物质的载体。目前主流厚度在8微米以下。铜箔在电芯中重量占比10%以上,成本占比在9%-15%之间。按照工艺分为电解铜箔和压延铜箔。铜箔最主要的原材料是铜,在铜箔成本中占比80%。因比铜箔加工比较简单,即铜价加加工费。