宣布时间：2021-08-30点击：2435
在锂离子电池中，正负极活性子料通过涂布到基材上，做成极片，之后通过卷绕或者叠片的方法组成电芯。这内里所用到的基材主要有铜箔和铝箔，现在的锂电池正极为铝箔，负极为铜箔，这是由于在电位较高的正极，铜容易被氧化，同时铝箔的外貌有一层致密的氧化层，在高电位下对内部的铝具有掩护作用。本文主要聊聊负极常用的铜箔。
铜具有较高的机械强度和优异的导电性能，在地壳中的含量约为0.01%，在自然界中多以铜矿石的形式保存。铜箔凭证其制造方法的差别，可以分为电解铜和压延铜，压延铜的延展性很好，生产具有较高的手艺难度，其制备所需工序较多，本钱较高，海内较少企业接纳此法来生产，国际上做的较好的公司有美国的Olin brass, 日今日矿等公司。
现在电芯厂所用的铜箔多为电解法生产。1922年，Edison发明了一连电解铜箔的要领，并申请***，使用一直旋转浸没在硫酸铜电解液中的金属辊作为阴极，不溶性金属作为阳极，此法的降生标记着电解铜工业的起步。1937年，美国的Anaconde铜厂将Edison的***用于生产实践，乐成生产出电解铜箔。纵观电解铜箔的生长史，可以发明其始终追随着印刷电路板的趋势，随着锂离子电池在消耗电子产品的大规模应用，电解铜箔被带入了一个崭新的领域，作为负极的集流体，其优异的导电性，耐碾压和低本钱的特征，使其被迅速大规模的推广应用。现在随着新能源汽车，5G和储能的大规模推广应用，电解铜箔的需求量泛起出一个新的爆发。
电芯的设计者为了在包管清静，循环等性能的条件下，要尽可能多的提升电芯的体积能量密度，在有限的电芯壳子中，装入更多的活性子料，我想作为负极的集流体铜箔，未来可能会朝着以下几个偏向生长：
1 极薄铜箔：这个趋势现在已经很显着，从8um降低到6um，再到现在部分厂家小批量在导入的4.5um，也许未来尚有4um以下的铜箔推向量产。这个作用也很显着，就是尽可能的提升电芯的体积和质量能量密度，但这对铜箔的制造和电芯的涂布控制，都提出了更高的要求，事实越薄的铜箔，其在涂布历程断带的危害也越高。
2 打孔铜箔：即通过化学侵蚀的要领，在铜箔的外貌造出微孔，降低基材的重量，提升电芯的质量能量密度，需要对孔径的控制，刻蚀剂的种类举行优化，一是要避免孔径过大，单面涂布浆料难以坚持，二是要评估残留刻蚀剂对电芯性能的影响，如循环，产气等。
3 喷涂铜箔：这相当于在塑料基材上，双面镀铜，这样在既保存了集流体电子导电这块的功效，同时也降低了基材的重量，提升电芯的质量能量密度，但在制造历程中，可能碰面临冷压，极耳焊接等工序的工艺的挑战。
随着新能源汽车渗透率的一直提升，现有铜箔的产能也愈发缺乏，供需保存一定的缺口，预计未来铜箔行业会逐步的扩产，来知足动力电芯的市场需求。
电解铜箔的制备主要分为溶铜，生箔和外貌处置惩罚三步。溶铜历程即在溶铜槽中，将铜料和硫酸混淆，反应天生硫酸铜溶液，化学反应式如下：
Cu+O2→CuO
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O
溶铜工序需要注重管控情形中的粉尘，质料液中的异物，避免后续沾在铜箔外貌，爆发高低点，这种情形可能会在涂布时间，挂到模头，爆发断带。以是在此办法要增添过滤工序，彻底将溶液中的杂质过滤掉。
将消融铜工序获得的CuSO4溶液作为电解液，使用大直径的钛辊作为阴极，弧形的铅合金板作为阳极，控制电化学工艺参数，溶液中的铜离子就会在阴极析出，形成一连的铜层。通过阴极辊的一连转动，沉积的铜箔会一直的剥离成卷，获得生箔，示意如下图：
铜箔有毛面和光面之分，同阴极辊接触的光面，而与电解液直接接触的是毛面，其SEM图如下：
由于铜容易爆发氧化，获得生箔后，还需要举行粗化，镀阻挡层和抗氧化层，以便于存储运输。详细的历程示意图如下：
由于差别厂家电芯的型号，生产工艺的差别，如卷绕，叠片等差别，关于基材铜铝箔来说，一个宽度很难为差别厂家所通用，以是需要在分切工序，分切成企业所需要的特定宽度。
泉源：电池方舟
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