為什么鋰離子電池集流體負(fù)極要用銅箔,正極要用鋁箔? 返回小木蟲查看更多
這個(gè)主要是因?yàn)殡姌O電位
1、集流體的作用主要就是導(dǎo)電。這個(gè)跟我們電線的材料類似也是用的銅絲或者鋁絲。最好的肯定是銀,但是貴金屬元素畢竟稀有,而世界上銅和鋁元素資源豐富,價(jià)格也相對(duì)便宜。 2、銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。另一方面,銅鋁箔在空氣中也相對(duì)比較穩(wěn)定。 3、鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在鋁表面層生成一層致密的氧化膜,阻止鋁的進(jìn)一步反應(yīng),而這層很薄的氧化膜在電解液中對(duì)鋁也有一定的保護(hù)作用。銅在空氣中本身比較穩(wěn)定,在干燥的空氣中基本不反應(yīng)。 4、銅/鎳表面氧化層屬于半導(dǎo)體,電子導(dǎo)通;而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體,氧化層不能導(dǎo)電,但由于其很薄,通過(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子電導(dǎo),若氧化層較厚,阻抗較大,導(dǎo)電性能差,甚至絕緣。 5、正極電位高,銅/鎳箔氧化層較疏松些,在高電位下很容易被氧化,而鋁的氧化電位高,且鋁箔表層有致密的氧化膜,對(duì)內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。 6、鋁在低電位下與鋰會(huì)發(fā)生合金化反應(yīng)(例如負(fù)極為鋰0 V或石墨0.2 V)因而被消耗。金屬鋁的晶格八面體空隙大小與Li 大小相近,極易與Li形成金屬間隙化合物,Li 和Al不僅形成了化學(xué)式為L(zhǎng)iAl的合金,還有可能形成了Li3Al2或Li4Al3。由于金屬Al與Li 反應(yīng)的高活潑性,使金屬Al消耗了大量的Li ,本身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也遭到破壞,故不能作為鋰離子電池負(fù)極的集流體。 7、Cu在電池充放電過(guò)程中,只有很少的嵌鋰容量,并且保持了結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的穩(wěn)定,可作為鋰離子電池負(fù)極的集流體;但是若銅/鎳表面大量氧化,在稍高電位下Li會(huì)與氧化銅/鎳發(fā)生嵌鋰發(fā)應(yīng),Cu箔在3.75V時(shí),極化電流開(kāi)始顯著增大,并且呈直線上升,氧化加劇,表明Cu在此電位下開(kāi)始不穩(wěn)定,
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這個(gè)主要是因?yàn)殡姌O電位
能再說(shuō)得細(xì)一點(diǎn)嗎?謝謝
鈦酸鋰用鋁箔,是因?yàn)殡娢桓叩木壒蕟幔?/p>
1、集流體的作用主要就是導(dǎo)電。這個(gè)跟我們電線的材料類似也是用的銅絲或者鋁絲。最好的肯定是銀,但是貴金屬元素畢竟稀有,而世界上銅和鋁元素資源豐富,價(jià)格也相對(duì)便宜。
2、銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。另一方面,銅鋁箔在空氣中也相對(duì)比較穩(wěn)定。
3、鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在鋁表面層生成一層致密的氧化膜,阻止鋁的進(jìn)一步反應(yīng),而這層很薄的氧化膜在電解液中對(duì)鋁也有一定的保護(hù)作用。銅在空氣中本身比較穩(wěn)定,在干燥的空氣中基本不反應(yīng)。
4、銅/鎳表面氧化層屬于半導(dǎo)體,電子導(dǎo)通;而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體,氧化層不能導(dǎo)電,但由于其很薄,通過(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子電導(dǎo),若氧化層較厚,阻抗較大,導(dǎo)電性能差,甚至絕緣。
5、正極電位高,銅/鎳箔氧化層較疏松些,在高電位下很容易被氧化,而鋁的氧化電位高,且鋁箔表層有致密的氧化膜,對(duì)內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。
6、鋁在低電位下與鋰會(huì)發(fā)生合金化反應(yīng)(例如負(fù)極為鋰0 V或石墨0.2 V)因而被消耗。金屬鋁的晶格八面體空隙大小與Li 大小相近,極易與Li形成金屬間隙化合物,Li 和Al不僅形成了化學(xué)式為L(zhǎng)iAl的合金,還有可能形成了Li3Al2或Li4Al3。由于金屬Al與Li 反應(yīng)的高活潑性,使金屬Al消耗了大量的Li ,本身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也遭到破壞,故不能作為鋰離子電池負(fù)極的集流體。
7、Cu在電池充放電過(guò)程中,只有很少的嵌鋰容量,并且保持了結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的穩(wěn)定,可作為鋰離子電池負(fù)極的集流體;但是若銅/鎳表面大量氧化,在稍高電位下Li會(huì)與氧化銅/鎳發(fā)生嵌鋰發(fā)應(yīng),Cu箔在3.75V時(shí),極化電流開(kāi)始顯著增大,并且呈直線上升,氧化加劇,表明Cu在此電位下開(kāi)始不穩(wěn)定,
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