负极集流体铜箔对锂离子电池的影响VIP专享VIP免费

第19卷第4期2007年7月腐蚀科学与防护技术CORROSIONSCIENCEANDPROTECTIONTECHNOLOGYVol.19No.4Jul.2007收稿日期:2006206217初稿;2006209208修改稿作者简介:唐致远(1946-),男,教授,博士生导师,研究方向为新型化学能源Tel:022-27401684E-mail:zytang@tju.edu.cn负极集流体铜箔对锂离子电池的影响唐致远,贺艳兵,刘元刚,刘强,阳晓霞天津大学化工学院应用化学系,天津300072摘要:用循环伏安、扫描电子显微镜和循环检测装置研究了表面状况不同的铜箔集流体对锂离子电池性能的影响.结果表明,电解液在毛面铜箔表面发生还原反应的程度比在光面铜箔表面显著,其阳极溶解电位比光面铜箔约低018V,且溶解需要的能量较少,相对耐腐蚀性较差.光面铜箔集流体锂离子电池的容量循环衰减要比毛面铜箔小,且随着循环的进行,后者的容量衰减趋势明显加剧.关键词:锂离子电池;毛面铜箔;光面铜箔中图分类号:TM41;TM215.9文献标识码:A文章编号:100226495(2007)0420265204EFFECTSOFCOPPERFOILASCATHODECURRENTCOLLECTORONPERFORMANCEOFLI2IONBATTERIESTANGZhi2yuan,HEYan2bing,LIUYuan2gang,LIUQiang,YANGXiao2xiaAppliedChemistryDepartment,SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072Abstract:TheeffectsofcopperfoilswithdifferentsurfaceprofileascurrentcollectoronperformanceofLi2ionbatteryareinvestigatedbycyclicvoltammetrymeasurements,scanningelectronicmicroscopyobser2vationsaswellasmeasurementofofcyclicperformanceofbatteries.Theresultsindicatethatthereducingreactionofelectrolyteonthefoilwithroughsurfaceismuchvisiblethanonthatwithshinysurface,thedissolutionpotentialofmattecopperfoilis018Vlowerthanthatoftheshinycopperfoilwhichimpliesthatthereductionreactionontheroughfoilneedsmuchlessenergy.Inotherwards,theroughfoilislesscorrosionresistant.ThecapacitydecreaseofbatterywithshinycopperfoilascathodecurrentcollectorforLi2ionbatteriesismuchsmallerthanthatwithmattecopperfoil,andthecapacitydecreaseforthelatterbecomesmuchobviouslyspeedybycycling.Keywords:Li2ionbattery;mattecopperfoil;shinycopperfoil在20世纪的后半个世纪中,制造印刷线路板几乎是电解铜箔的唯一用途.近年来,随着电池技术的发展,一个崭新的应用领域展现在电解铜箔面前:锂离子电池用电解铜箔.作为锂离子电池的负极集流体,铜箔在电池中既充当负极活性物质的载体,又充当负极电子流的收集与传输体,因此,铜箔集流体对锂离子电池的电化学性能有很大的影响.早期的锂离子电池多采用压延铜箔作为负极集流体,但随着电池生产技术的发展和电解铜箔性能的提高,目前国内外大部分锂离子电池厂家多采用电解铜箔制作电池负极集流体[1～3].随着便携式电子产品的迅速发展,移动通讯的使用普及,锂离子电池负极集流体铜箔的需求量必然大幅提升.影响电池电化学性能的因素除了正负极材料以及电解液外,还有正负极集流体铝箔和铜箔.本文主要研究了负极集流体毛面和光面电解铜箔对锂离子电池循环性能的影响其及原因.1实验方法111实验设备和试剂设备.BS29300二次锂离子电池性能测试装置(广州擎天实业有限公司),X2650扫描电子显微镜(日本日立公司),电化学工作站(Gamryinstruments),ZKX型手套箱(南京大学仪器厂),自制三电极体系.试剂:商用电解液1mol/LLiPF6/EC+DMC+EMC(1∶1∶1质量比)、锂片、LiCoO2、复合石墨、聚苯乙烯丁橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等均为电池纯,毛面铜箔(China,SurfaceRoughness:ShinySide(Ra)≥013μm,MatteSide(Rz)≤315μm),光面铜箔(Korea,SurfaceRoughness:ShinySide(Ra)≥013μm,MatteSide(Rz)≤2μm)).上述两种铜箔各有一面粗糙度相当,而另一面,即各自的较粗糙面的粗糙度不相等.©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net266腐蚀科学与防护技术第19卷毛面铜箔的较粗糙面的粗糙度更高.112实验过程按18650型电池设计正极负极片,额定容量1800mAh,负极制...