In lithium-ion batterijen wordt aluminiumfolie gebruikt voor de positieve elektrode en koperfolie voor de negatieve elektrode, voornamelijk vanwege hun fysische en chemische eigenschappen. Om de stabiliteit van de batterij te garanderen, moet de zuiverheid van aluminiumfolie en koperfolie boven de 98% liggen. Dus, waarom moeten we aluminiumfolie gebruiken voor de positieve elektrode van de batterij?
Wat zijn de prestatie-eisen van fabrikanten voor batterijfolie?
Batterijfabrikanten hopen allemaal dat de batterij een hoge energiedichtheid heeft, het gewicht vermindert en de levensduur verlengt. Daarom hebben ze meestal de volgende prestatie-eisen voor batterijen:
| Eisen Naam | Details |
| Dikte | De dunste dikte van batterijfolie is 8 micron geworden en de dikteafwijking moet klein zijn, over het algemeen binnen ±4%, en sommige batterijfabrikanten eisen binnen ±2%. |
| Oppervlaktekwaliteit | Het oppervlak mag geen putjes hebben met een diameter >1 mm, putjes van 0,5-1 mm moeten minder dan 3 m² zijn en het donkere oppervlak mag geen convexe vlekken of heldere vlekken hebben. |
| Oppervlaktespanning | Over het algemeen eisen gebruikers dat de oppervlaktespanning tussen 30-32 dyn ligt, maar sommige gevoelige materialen vereisen hogere dyne-waarden. |
| Snijkwaliteit | De snijkwaliteit moet hoog zijn, zonder scheuren en bramen. |
| Mechanische Eigenschappen | Terwijl de dikte wordt verminderd, moet de treksterkte tegelijkertijd worden verhoogd; anders voldoet de slijtvastheid niet aan de eisen. De limiet van industriële zuivere aluminiumverharding is 310 N/mm², en de treksterkte van huidige batterijfolies ligt meestal tussen 190 en 280 N/mm². |
Kortom, batterijfabrikanten kiezen er het liefst voor om materialen met een sterke geleidbaarheid en lage kosten te kiezen. Van de gangbare metalen voldoen koper en aluminium aan deze twee eisen, maar koper is duurder dan aluminium, dus koper wordt niet gebruikt als aluminium kan worden gebruikt. Dit komt omdat koperfolie gemakkelijk oxideert onder de positieve elektrode en koperoxide niet geleidend is. Daarom kan alleen aluminium batterijfolie worden gebruikt voor de positieve elektrode.
Waarom kiezen voor aluminiumfolie voor batterijen?
Aluminiumfolie heeft een goede geleidbaarheid en is zacht en goedkoop. Voor het wikkelproces van lithium-ion batterijen moet het materiaal een bepaalde mate van zachtheid hebben om ervoor te zorgen dat het pole piece niet breekt tijdens het wikkelen. Aluminiumfolie is toevallig een relatief zacht metaal en het is relatief goedkoop en heeft overvloedige hulpbronnen.
Aluminiumfolie is relatief stabiel in de lucht. Aluminium reageert gemakkelijk in de lucht en vormt een oxidelaag op het oppervlak van de aluminiumfolie om verdere reactie van aluminium te voorkomen, en deze oxidelaag beschermt ook aluminium in het elektrolyt. Koper is relatief stabiel in de lucht en reageert in principe niet in droge lucht.
De positieve en negatieve potentialen van lithium-ion batterijen bepalen dat de positieve elektrode aluminiumfolie gebruikt en de negatieve elektrode koperfolie. De positieve elektrode heeft een hoge potentiaal, terwijl de oxidatiepotentiaal van aluminium hoog is. Bovendien heeft het oppervlak van de aluminiumfolie een dichte oxidelaag, die ook een goede beschermende werking heeft op het interne aluminium.
Huidige status van de lithium-ion batterijmarkt
De afgelopen jaren heeft de lithium-ion batterijmarkt zich snel ontwikkeld. De positieve elektrode aluminiumfolie is gereduceerd van 16 micron naar 12 micron. Nu hebben veel batterijfabrikanten 10 micron aluminiumfolie gebruikt, en zelfs 8 micron. Omdat lithium-ion batterijen hoge eisen stellen aan de zuiverheid van aluminiumfolie en koperfolie, ligt de materiaaldichtheid van de twee in principe op hetzelfde niveau. Naarmate de dikte afneemt, wordt het gewicht van de batterij ook steeds kleiner.
Naast de dikte hebben lithium-ion batterijen ook eisen aan de oppervlaktekwaliteit van aluminiumfolie, waarbij de kwaliteit van beide zijden van de aluminiumfolie vergelijkbaar moet zijn en de coating symmetrisch moet zijn.