Para baterias de íon-lítio , o coletor positivo usual é a folha de alumínio e o coletor negativo é a folha de cobre. Para garantir a estabilidade do fluido coletor dentro da bateria, é necessário que a pureza de ambos esteja acima de 98%. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de lítio, seja ela usada para baterias de lítiode produtos digitais ou baterias de veículos elétricos, todos esperamos que a densidade de energia da bateria seja a mais alta possível, o peso da bateria esteja cada vez mais leve, e o mais importante na coleta de fluidos é reduzir a espessura e peso da coleção de fluidos e reduz intuitivamente o volume e o peso da bateria. Por que o eletrodo positivo da bateria de íon de lítio usa folha de alumínio e o eletrodo negativo usa folha de cobre, há três razões:

Primeiro, a folha de cobre e alumínio tem boa condutividade, textura macia e preço barato. Como todos sabemos, o princípio de funcionamento das baterias de lítio é um dispositivo eletroquímico que converte energia química em energia elétrica, portanto neste processo precisamos de um meio para transferir a energia elétrica convertida por energia química, aqui precisamos de materiais condutores. Em materiais comuns, os materiais metálicos são os melhores materiais para condutividade elétrica e, em materiais metálicos, o preço é barato e a condutividade é boa: folha de cobre e folha de alumínio. Ao mesmo tempo, nas baterias de lítio, temos principalmente dois métodos de processamento: enrolamento e laminação. Em relação ao enrolamento, a folha do eletrodo usada para a preparação da bateria precisa ter uma certa maciez para garantir que a folha do eletrodo não ocorra na fragilidade do enrolamento e outros problemas, e o material metálico, folha de cobre e alumínio, também é um metal macio. Finalmente, considere o custo de preparação da bateria, relativamente falando, o preço da folha de cobre e alumínio é relativamente barato e os recursos mundiais de cobre e alumínio são ricos.

Em segundo lugar, a folha de cobre e alumínio também é relativamente estável no ar. O alumínio é fácil de reagir quimicamente com o oxigênio do ar, gerando uma densa película de óxido na camada superficial do alumínio para evitar reações adicionais do alumínio, e essa fina película de óxido também tem um certo efeito protetor sobre o alumínio no eletrólito. O próprio cobre é relativamente estável no ar e basicamente não reage no ar seco.

Terceiro, os potenciais positivos e negativos das baterias de lítio determinam o eletrodo positivo com folha de alumínio e o eletrodo negativo com folha de cobre, e não o contrário. O potencial positivo do eletrodo é alto e a folha de cobre é fácil de ser oxidada em alto potencial, enquanto o potencial de oxidação do alumínio é alto e a camada superficial da folha de alumínio tem uma película densa de óxido, que também tem um bom efeito protetor no alumínio interno. Ambos são usados ​​como coletores de fluidos porque têm boa condutividade elétrica, são de textura relativamente macia (o que também pode favorecer a ligação), são relativamente comuns e baratos e ambos podem formar uma película protetora de óxido na superfície.

O tamanho do vazio octaédrico da rede do metal alumínio é semelhante ao tamanho do Li, e é fácil formar compostos intersticiais metálicos com Li, Li e Al, não apenas formando uma liga com a fórmula química LiAl, mas também pode formar Li3Al2 ou Li4Al3. Devido à alta atividade da reação entre o metal Al e o Li, o metal Al consome uma grande quantidade de Li, e sua estrutura e forma também são destruídas, por isso não pode ser usado como coletor de fluido para o eletrodo negativo de baterias de íon-lítio . No processo de carga e descarga da bateria, o Cu possui apenas uma pequena quantidade de capacidade incorporada de lítio e mantém a estabilidade de sua estrutura e desempenho eletroquímico, podendo ser usado como coletor de fluido para o eletrodo negativo de baterias de íon-lítio. Quando a folha de Cu está em 3,75 V, a corrente de polarização começa a aumentar significativamente, e aumenta linearmente, e a oxidação se intensifica, indicando que o Cu se torna instável neste potencial. Em toda a faixa de potencial de polarização da folha de alumínio, a corrente de polarização é pequena e constante, nenhum fenômeno óbvio de corrosão é observado e o desempenho eletroquímico é estável. Devido à pequena capacidade de inserção de lítio na faixa de potencial positivo das baterias de íon de lítio, o Al pode manter a estabilidade eletroquímica e é adequado para o fluido coletor positivo das baterias de íon de lítio.

Em segundo lugar, a camada de óxido superficial de cobre/níquel é um semicondutor, condução de elétrons, a camada de óxido é muito espessa, a impedância é grande; A camada de óxido de alumina na superfície do alumínio é um isolante, a camada de óxido não pode conduzir eletricidade, mas por ser muito fina, a condutância eletrônica é alcançada através do efeito túnel, se a camada de óxido for espessa, o nível de condutividade da folha de alumínio é pobre e até mesmo isolamento. A coleta geral de fluidos antes do uso é melhor feita através da limpeza da superfície, por um lado para lavar o óleo, enquanto remove a espessa camada de óxido.

Terceiro, o potencial positivo do eletrodo é alto e a fina camada de óxido de alumínio é muito densa, o que pode impedir a oxidação da coleta de fluido. A camada de óxido de folha de cobre/níquel é relativamente solta, a fim de evitar sua oxidação, o potencial mais baixo é melhor, e é difícil formar uma liga de lítio com Cu/níquel em baixo potencial, mas se a superfície de cobre/níquel for oxidado em grandes quantidades, o Li reagirá com o óxido de cobre/níquel em um potencial ligeiramente mais alto. A folha de alumínio não pode ser usada como eletrodo negativo e a liga de LiAl ocorrerá em baixo potencial. Quarto, o fluido coletor requer composição pura. A impureza da composição de Al fará com que o filme superficial não seja denso e ocorra corrosão pontual, e ainda mais devido à destruição do filme superficial leva à formação de liga LiAl. Com o rápido desenvolvimento da eletricidade de lítio nos últimos anos, o desenvolvimento de coletores de fluidos para baterias de lítio também é rápido. A folha de alumínio positiva foi reduzida de 16um nos anos anteriores para 14um e depois para 12um, e agora muitos fabricantes de baterias produziram em massa folhas de alumínio de 10um e até 8um. A folha de cobre negativa, devido à sua boa flexibilidade da folha de cobre, sua espessura é reduzida dos 12um anteriores para 10um, e depois para 8um, até agora, um grande número de fabricantes de baterias usam 6um na produção em massa, e alguns fabricantes estão desenvolvendo 5um/4um é possível usar. Como a bateria de lítio possui requisitos de alta pureza para a folha de cobre e alumínio utilizada, a densidade do material está basicamente no mesmo nível, e com a redução da espessura de desenvolvimento, a densidade da superfície também é reduzida de forma correspondente e o peso da bateria está naturalmente ficando cada vez menor, o que atende às nossas necessidades de baterias de lítio. Os requisitos de rugosidade superficial da folha de cobre e alumínio para bateria de lítio: para o coletor de fluido, além de sua espessura e peso terem impacto na bateria de lítio, o desempenho da superfície do coletor de fluido também tem um impacto maior na produção e desempenho de a bateria. Em particular, devido aos defeitos da tecnologia de preparação, as folhas de cobre no mercado são principalmente lã unilateral, lã dupla face e variedades de revestimento grosso dupla face. A estrutura assimétrica dos dois lados leva à resistência de contato assimétrica do revestimento em ambos os lados do eletrodo negativo, de modo que a capacidade negativa de ambos os lados não possa ser liberada uniformemente. Ao mesmo tempo, a assimetria de ambos os lados também faz com que a resistência da ligação do revestimento negativo seja inconsistente, e o ciclo de vida do ciclo de carga-descarga do revestimento negativo em ambos os lados seja seriamente desequilibrado, acelerando assim a atenuação da capacidade da bateria.