当前锂电池正极和负极分别使用金属铝箔和铜箔作为集流体,用于汇集电流的结构或零件;其中负极所采用的传统铜箔厚度通常为6um-12um,占电池质量比例约9%,占成本比例约8%-10%。考虑到铜材本身密度较大,并且价格相对较高,因此铜箔的轻薄化可有效降低电池质量和成本,为当前集流体创新研发的主流方向。铜箔需要保持一定机械强度,不可能无限减薄,因此复合铜箔成为轻薄化的新思路——可具备存在高安全性,高能量密度以及低成本优势。
目前复合铜箔的结构主要为三层,上层和下层分别为厚度2um的铜层,中间层为4um的高分子层。复合铜箔的优势在于:1)高安全性,复合铜箔因铜层薄产生毛刺较少,同时高分子层添加阻燃剂有助于防止热失控;2)高循环寿命,复合铜箔有效缓解锂枝晶问题,同时库伦效率较高,循环寿命得到提升;3)高能量密度,6um复合铜箔较较传统铜箔减重57%,相应减少电芯质量约5.4%,电芯质量能量密度提升约5.6%;4)低成本,按当前60%良率测算,目前复合铜箔单位成本为4.11元/平米,随着良率提升,未来复合铜箔成本将进一步低于传统铜箔。
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