硅碳膨胀系数太高怎么办？寿命不足？

硅碳膨胀系数太高怎么办？寿命不足？

众所周知，无论是3C数码电池还是新能源汽车动力电池，对比能量和充放电倍率性能的要求越来越高。 国家最新补贴政策规定，能量密度大于95Wh/kg的纯电动客车系统可获得100%的国家补贴。 95Wh这个门槛估计让不少磷酸铁锂电池厂商的研发人员一脸悲凉。 他满脸疑问，“相差只有5Wh/kg怎么办？这里有块软豆腐，我去~~~我去~~”。

言归正传，提高锂离子电池比能量的唯一途径是采用更高容量的正负极材料、更薄的隔膜纸、更薄的铜箔和铝箔，并尽可能减少其他辅助添加剂。 见下文：

研发的重点无疑是更高容量的正负极材料（总重量占比超过50%）。 磷酸铁锂无潜力可挖，三元正在向高镍（镍钴锰111-523-622-811-NCA？）进军，但安全是悬在空中的达摩斯之剑，它随时可能发生。 或许会戳中锂电池企业的心脏。 每向前迈出一步，热汗和冷汗就交替出现。 做三元研发的兄弟，真的很辛苦。 至于负极，只能被动等待硅碳材料成熟。 硅碳膨胀系数过高怎么办？ 寿命不足怎么办？ 听到很多哇--------还有一个窍门，用更薄的分隔纸！ 然而隔膜仅占电池重量的4%~5%。 如果隔膜太薄，就会增加正负极短路的风险，其结果往往是得不偿失。

现阶段锂离子电池生产中使用的常规铜箔厚度为8μm~12μm（3C数码电池已使用6~7μm铜箔），铝箔厚度为12μm~20μm。 作为正负极导电基材，占锂离子电池重量的15%~20%。 如何进一步降低铜铝箔的重量比来提高比能量？ 于是，微孔铜箔和铝箔就是在这样的环境刺激下诞生并应运而生！ （你不会太吹牛吧？）

微孔铜箔、铝箔现行规格（通过机械加工打孔，保持箔材原有的物理性能，涂层不会破裂，不会有毛刺，不漏液）：

1、锂离子电池使用微孔箔材料有哪些优势？ （以孔隙率为17%的微孔箔为例）

1、直接有效地提高锂电池的比能量；

对于相同规格的箔材，孔隙率为17%的微孔箔重量减轻17%； 面密度相同的情况下，正负极的压实度提高（部分材料填充到孔隙中）。

2、有效提高锂电池的倍率性能；

在传统的箔锂电池中，锂离子的迁移通过箔的二维方向向极耳端扩散。 箔片打孔后，锂离子的扩散路径可以转变为三维全向穿透，并可以进入孔隙。 正负极材料与箔材的接触面积增大，减小了锂离子迁移半径，提高了导电效率。 （个人认为，限制锂离子倍率性能的瓶颈不是电子的传导，而是锂离子传输的效率。例如多孔科琴炭黑在倍率型电池上的应用效果就比无孔导电剂良好）

3、有效降低锂电池内阻；

相同箔材的对比表明，同时使用冲孔铜箔和铝箔可有效降低内阻8%~20%。

理论上推测，导电箔与正负极的接触面积增大，箔本身的内阻降低。 （不确定）

我个人的看法是，如果正负极的镀层厚度小于箔微孔的半径，内阻就会增大，反之，内阻就会减小。 涂层最外层锂离子与箔表面的接触距离与倍率性能有关。 在电芯设计中，如果面密度较高，倍率性能可能会较低。 （欢迎业界朋友共同探​​讨）

4、可大幅提高锂电池电解液注入后的浸润效率，并可保证100%的浸润一致性。

对于传统的箔锂电池，电解液从纵向周边向中心扩散和渗透。 钻孔后电解液以三维方式渗透扩散，彻底解决了部分电池极片中心无法渗透的问题。 业内有反馈称，单细胞一致性不够的原因之一是浸润一致性造成的。

5、箔材表面附着力提高。 通过孔隙之间的材料，使正负极板涂层正反面材料形成“I”字形咬合状态，极板脱落的概率可大大降低。

6、提高极片的弯曲柔软度，使其更适合柔性电池应用。 （已有企业用于可穿戴锂电池的批量生产，性能得到显着提升）

7、其他优点还有待用户进一步探索。

2、锂离子电池中微孔铜箔和铝箔的控制要点

1、涂层防渗漏；

在微孔铜箔、铝箔的涂布过程中，需要防止在挤压喷涂过程中由于浆料粘度过低而导致浆料从箔材的孔隙中泄漏。 不同孔径和孔隙率的箔材对浆料的粘度要求不同。 。 以孔隙率为17%、孔径为0.35mm的微孔铝箔为例，试验表明，要求正极材料的粘度在8000左右，最低不得低于6000。挤出喷涂过程中，传输速度需适当调整。 （如果浆料放置时间过长，一小部分很容易渗透到另一面，快速干燥即可解决问题）

2、极片分切毛刺控制；

最后希望做过锂离子电池用微孔铜箔或铝箔实验的同仁能够共同分享数据，共同交流。

另外：微孔铜箔用于锂电容器、超级电容器、镍镉、镍氢电池。 性能提升非常明显。 之所以没有大规模推广，就是成本问题。 采用机械加工打孔，生产效率极高。 预计量产后成本相对常规双光铜箔价格涨幅有限（预计最终售价在13万/吨左右）。