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锂电池复合集流体介绍

部门：研发中心

制作：胡凡

时间：2023.10.17

1传统集流体前述

2复合集流体简介

3复合集流体工艺

4复合集流体焊接

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1传统集流体前述

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n电池集流体基本原理

l集流体是锂电池主要材料之一，主要有两大功能：①承载性，自身承载正负极活性物质;②传导性，在充放电过程中，将正负极电流

输入给活性物质，也将活性物质产生的电流汇集输出。

l一般而言，在锂电池集流体中，正极通常使用铝箔，负极使用铜箔，原因在于正极电位较高，负极电位较低。铜箔在较高电位时容

易被氧化，故主要用于负极集流体，厚度通常为6-12μm，目前以6μm厚度为主。铝箔在较低电位时腐蚀问题严重，因此主要用于正

极集流体，厚度通常为10μm-16μm，目前以12μm厚度为主。

图1：锂电池包括正极、负极、电解液、隔膜图2：集流体反应示意图

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n传统集流体生产工艺

l传统铜箔的生产工艺成熟，设备壁垒相对较高。传统铜箔生产主要由4道工序组成，包括溶铜制液工序、电解生箔工序、表面处理

工序、分切工序，其中轧制技术是铜箔生产的核心技术之一。阴极辊是电解铜箔生产的核心装备，钛辊表面的晶体结构决定着电解

铜箔的结晶状态，从而影响电解铜箔的性能。

l传统铝箔生产主要有两种常用的加工工艺路线：(1)铸锭热轧法(熔铸一热轧开坯→冷轧一箔轧)；(2)双辊式铸轧法(铝熔体倒入铸轧辊

→凝固和热轧→冷轧→退火)。铝箔生产过程涉及多个复杂的轧制工艺和热处理工序，合金调配需要有丰富的铝箔生产经验，设备精

度要求高。

图3：传统铜箔生产流程图4：传统铝箔生产流程

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n集流体发展趋势

l集流体薄型化是趋势，具备降本增效优势。由于集流体本质为非活性材料，并不提高电池容量，因此在不影响电池正常充放电和

安全性的前提下，极薄化集流体可以减重，减重优势在于：1)减小电阻增加单位体积电池所包含的活性物质量，提高电池能量密

度；2)减少铜原材料，降低成本。

l集流体薄型化无法既安全、又保证高能量密度、高功率和高强度。虽然减少集流体厚度有一定优势，但同时也可能牺牲其导电性

和传热性能，进而降低功率密度。除此之外，目前主流的8-9μm的铝箔集流体和4-5μm的铜箔集流体可能已达制造工艺极致，进一

步减薄可能导致集流体强度降低，难以批量应用。

1991年，索尼公司1988年，25μm铝2004年松下公司专2018年，宁德时代开2020年起≤6微米铜