Untuk baterai lithium-ion , kolektor positif yang biasa adalah aluminium foil, dan kolektor negatif adalah foil tembaga. Untuk menjamin kestabilan cairan kolektor di dalam baterai, kemurnian keduanya harus di atas 98%. Dengan terus berkembangnya teknologi litium, baik digunakan untuk baterai litiumproduk digital atau aki kendaraan listrik, kita semua berharap kepadatan energi aki setinggi-tingginya, bobot aki semakin ringan, dan yang terpenting dalam pengumpulan cairan adalah mengurangi ketebalannya. dan berat kumpulan cairan, serta secara intuitif mengurangi volume dan berat baterai. Mengapa elektroda positif baterai lithium-ion menggunakan aluminium foil, dan elektroda negatif menggunakan foil tembaga, ada tiga alasan:

Pertama, aluminium foil tembaga memiliki konduktivitas yang baik, tekstur lembut dan harga murah. Seperti yang kita ketahui bersama, prinsip kerja baterai litium adalah suatu alat elektrokimia yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik, sehingga dalam proses ini diperlukan suatu media untuk memindahkan energi listrik yang diubah oleh energi kimia, disini diperlukan bahan penghantar. Pada material biasa, material logam merupakan material terbaik dalam daya hantar listrik, dan pada material logam, harganya murah dan daya hantar listriknya baik: foil tembaga dan aluminium foil. Pada saat yang sama, dalam baterai litium, kami memiliki dua metode pemrosesan utama: penggulungan dan laminasi. Dibandingkan dengan belitan, lembaran elektroda yang digunakan untuk pembuatan baterai harus memiliki kelembutan tertentu untuk memastikan bahwa lembaran elektroda tidak terjadi kerapuhan pada belitan dan masalah lainnya, dan bahan logam, tembaga aluminium foil juga merupakan logam lunak. Terakhir, pertimbangkan biaya persiapan baterai, secara relatif, harga tembaga aluminium foil relatif murah, dan sumber daya tembaga dan aluminium dunia kaya.

Kedua, aluminium foil tembaga juga relatif stabil di udara. Aluminium mudah bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara, menghasilkan lapisan oksida padat pada lapisan permukaan aluminium untuk mencegah reaksi aluminium lebih lanjut, dan lapisan oksida tipis ini juga memiliki efek perlindungan tertentu pada aluminium dalam elektrolit. Tembaga sendiri relatif stabil di udara dan pada dasarnya tidak bereaksi di udara kering.

Ketiga, potensial positif dan negatif baterai litium menentukan elektroda positif dengan aluminium foil, dan elektroda negatif dengan foil tembaga, bukan sebaliknya. Potensi elektroda positifnya tinggi, dan foil tembaga mudah teroksidasi pada potensial tinggi, sedangkan potensi oksidasi aluminium tinggi, dan lapisan permukaan aluminium foil memiliki lapisan oksida padat, yang juga memiliki efek perlindungan yang baik. pada aluminium bagian dalam. Keduanya digunakan sebagai pengumpul fluida karena memiliki konduktivitas listrik yang baik, teksturnya relatif lembut (yang mungkin juga kondusif untuk ikatan), relatif umum dan murah, dan keduanya dapat membentuk lapisan pelindung oksida pada permukaan.

Ukuran rongga kisi oktahedral logam aluminium mirip dengan ukuran Li, dan mudah membentuk senyawa interstisial logam dengan Li, Li dan Al tidak hanya membentuk paduan dengan rumus kimia LiAl, tetapi juga dapat membentuk Li3Al2 atau Li4Al3. Karena tingginya aktivitas reaksi antara logam Al dan Li, logam Al mengkonsumsi Li dalam jumlah besar, dan struktur serta bentuknya juga rusak, sehingga tidak dapat digunakan sebagai pengumpul cairan untuk elektroda negatif baterai lithium-ion. . Dalam proses pengisian dan pengosongan baterai, Cu hanya memiliki sejumlah kecil kapasitas litium yang tertanam, dan menjaga stabilitas struktur dan kinerja elektrokimia, serta dapat digunakan sebagai pengumpul cairan untuk elektroda negatif baterai litium-ion. Ketika Cu foil berada pada 3,75V, arus polarisasi mulai meningkat secara signifikan, dan meningkat secara linier, dan oksidasi meningkat, menunjukkan bahwa Cu menjadi tidak stabil pada potensial ini. Di seluruh rentang potensial polarisasi aluminium foil, arus polarisasi kecil dan konstan, tidak ada fenomena korosi yang jelas terlihat, dan kinerja elektrokimia stabil. Karena kapasitas penyisipan litium yang kecil dalam rentang potensial positif baterai litium ion, Al dapat menjaga stabilitas elektrokimia, dan cocok untuk cairan pengumpul positif baterai litium ion.

Kedua, lapisan oksida permukaan tembaga/nikel adalah semikonduktor, konduksi elektron, lapisan oksida terlalu tebal, impedansinya besar; Lapisan alumina oksida pada permukaan aluminium bersifat isolator, lapisan oksida tidak dapat menghantarkan listrik, tetapi karena sangat tipis maka konduktansi elektronik dicapai melalui efek terowongan, jika lapisan oksida tebal maka tingkat konduktivitas aluminium foil adalah miskin, dan bahkan isolasi. Pengumpulan cairan umum sebelum digunakan paling baik dilakukan melalui pembersihan permukaan, di satu sisi untuk menghilangkan minyak, sekaligus menghilangkan lapisan oksida yang tebal.

Ketiga, potensial elektroda positifnya tinggi, dan lapisan tipis aluminium oksida sangat padat, sehingga dapat mencegah oksidasi kumpulan cairan. Lapisan oksida foil tembaga/nikel relatif longgar, untuk mencegah oksidasi, potensial yang lebih rendah lebih baik, dan Li sulit untuk membentuk paduan tatahan litium dengan Cu/nikel pada potensial rendah, tetapi jika permukaan tembaga/nikel adalah teroksidasi dalam jumlah besar, Li akan bereaksi dengan tembaga/nikel oksida pada potensial yang sedikit lebih tinggi. Aluminium foil tidak dapat digunakan sebagai elektroda negatif, dan paduan LiAl akan terjadi pada potensial rendah. Keempat, cairan kolektor memerlukan komposisi murni. Pengotor komposisi Al akan menyebabkan lapisan permukaan tidak padat dan terjadi korosi titik, terlebih lagi akibat rusaknya lapisan permukaan yang menyebabkan terbentuknya paduan LiAl. Dengan pesatnya perkembangan listrik litium dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan pengumpul cairan untuk baterai litium juga pesat. Aluminium foil positif telah dikurangi dari 16um pada tahun-tahun sebelumnya menjadi 14um, dan kemudian menjadi 12um, dan sekarang banyak produsen baterai telah memproduksi aluminium foil 10um secara massal, dan bahkan 8um. Foil tembaga negatif, karena fleksibilitas foil tembaga yang baik, ketebalannya dikurangi dari sebelumnya 12um menjadi 10um, dan kemudian menjadi 8um, sejauh ini, sejumlah besar produsen baterai menggunakan 6um dalam produksi massal, dan beberapa produsen sedang mengembangkan 5um/4um dimungkinkan untuk digunakan. Karena baterai lithium memiliki persyaratan kemurnian tinggi untuk aluminium foil tembaga yang digunakan, kepadatan material pada dasarnya berada pada tingkat yang sama, dan dengan pengurangan ketebalan pengembangan, kepadatan permukaan juga berkurang, dan berat baterai secara alami semakin kecil, sehingga memenuhi kebutuhan kita akan baterai litium. Persyaratan kekasaran permukaan aluminium foil tembaga untuk baterai lithium: untuk pengumpul cairan, selain ketebalan dan beratnya berdampak pada baterai lithium, kinerja permukaan pengumpul cairan juga memiliki dampak yang lebih besar pada produksi dan kinerja. baterai. Secara khusus, karena cacat dalam teknologi persiapan, foil tembaga yang ada di pasaran sebagian besar adalah wol satu sisi, wol dua sisi, dan varietas berlapis kasar dua sisi. Struktur asimetris kedua sisi menyebabkan resistansi kontak asimetris lapisan di kedua sisi elektroda negatif, sehingga kapasitas negatif kedua belah pihak tidak bisa dilepaskan secara merata. Pada saat yang sama, asimetri kedua sisi juga menyebabkan kekuatan ikatan lapisan negatif menjadi tidak konsisten, dan umur siklus pengisian-pengosongan lapisan negatif di kedua sisi sangat tidak seimbang, sehingga mempercepat pelemahan kapasitas baterai.