复合集流体研究报告（28页）

行业报告下载 2024年01月09日 15:58 管理员

典型锂离子电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四部分。正负极通常采用一定孔隙的多孔电极,由集流体和粉体涂覆层构成。集流体的作用主要是承载电极活性物质、将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。锂电池集流体通常采用铜箔和铝箔。由于铜箔在较高电位时易被氧化,主要用于负极集流体；铝箔在低电位时腐蚀问题较为严重,主要用于正极集流体。锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子，通过隔膜后嵌入片层结构的石墨负极中；放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出，重新和正极的嵌锂化合物结合，锂离子实现移动，产生电流。铜箔在动力电池成本中占比 9%，为提升电池能量密度和安全性，并进一步降低成本，锂电铜箔正在向高密度、轻薄化、高抗拉强度、高延伸率等方向发展。复合集流体采用“金属-PET/PP 高分子材料-金属”三明治结构，以高分子绝缘树脂 PET/PP 等材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铝或金属铜，替代传统的铝箔和铜箔作为锂电池正负极。复合铜箔即是在塑料薄膜 PET 等材质表面上制作一层金属导电层的一种新型材料，相比传统电解铜箔，复合铜箔作为负极集流体的锂电池具有低成本、高安全、长寿命和高能量密度等优势。新能源汽车安全性重视度日益提升，复合集流体可有效降低电池热失控风险。近年来，由电池热失控引发的电动汽车起火自燃事故时有发生，是新能源汽车安全性的核心问题之一。锂离子动力电池“热失控” 是一种由电池温度急剧上升而导致电池出现不可逆的失效现象，通常由电池内部物质发生连锁反应引起。诱发动力电池热失控的原因包括机械滥用（碰撞、挤压、穿刺）、电滥用（过充、过放和外短路）、热滥用（外部高温烘烤）以及电池老化所引起的电池内短路等。传统铜箔在金属疲劳断裂或意外损坏情况下可能产生毛刺，电池过充导致过量的锂移动至负极形成锂枝晶，均可能导致隔膜被穿透从而引发内部短路，从而引发电池热失控。

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