Warum Aluminiumfolie für die positive Elektrode verwenden?
Die Kathode wird hergestellt, indem eine Aufschlämmung aus aktivem Material, leitfähigen Additiven, Bindemitteln und NMP auf eine Aluminiumfolie, den sogenannten Stromkollektor, aufgetragen und die Aufschlämmung anschließend getrocknet wird. Aluminiumfolie wird häufig als Stromkollektor für die positive Elektrode verwendet.
Warum also Aluminiumfolie verwenden? Der Grund dafür wird weiter unten erklärt.
(1) Muss Eigenschaften wie Beständigkeit gegen Elektrolyte und Antioxidantien aufweisen
Die Oberfläche der Al-Folie ist mit einem Oxidfilm bedeckt, der den passiven Zustand von Al2O3 darstellt, sodass sie elektrolyt- und oxidationsbeständig ist. Einer der Gründe für ihre Verwendung ist daher, dass sie auch nach längerer Zeit nicht korrodiert. Das Vorhandensein eines Al2O3-Films erhöht jedoch den Kontaktwiderstand bei Verbundwerkstoffen, und viele Unternehmen arbeiten hart daran, den Kontaktwiderstand durch Aufrauen der Oberfläche zu verringern.
(2) Innerhalb des Arbeitspotentialbereichs der positiven Elektrode wird keine Lithium-Aluminium-Legierung gebildet.
Bei Lithium-Ionen-Batterien ist die Reaktion mit Aluminium ein ernstes Problem, bei dem sich Lithium-Aluminium-Legierungen bilden. Wenn sich während des Batteriebetriebs (Laden und Entladen) die Li-Al-Legierung bildet, wird Li verbraucht, was zu einem plötzlichen Kapazitätsabfall führt, und Al wird von der Stromkollektorfolie abgelöst, was zu einer schnellen Alterung der Batterie führt.
Hier erklären wir kurz das Arbeitspotential der positiven Elektrode. Die Klemmenspannung der Batterie ist das Arbeitspotential der positiven Elektrode – das Arbeitspotential der negativen Elektrode. Die Klemmenspannung der Batterie liegt je nach verwendetem Aktivmaterial zwischen etwa 2-4V. Daher arbeitet die positive Elektrode konstruktionsbedingt mit einem höheren Potential, etwa 3-4,2V im Vergleich zu Li+/Li.
Andererseits beträgt das Bildungspotential der oben erwähnten Li-Al-Legierung ungefähr 0,6 V relativ zu Li+/Li, was außerhalb des Betriebspotentialbereichs der positiven Elektrode liegt, sodass kein Grund zur Sorge hinsichtlich der Bildung von Li- besteht. Aluminiumlegierung, dies ist einer der Gründe für die Verwendung von Aluminiumfolie.
(3) Niedrige Kosten und geringes Gewicht
Die Verwendung von Aluminiumfolie ist billig und leicht, was einer der Gründe für ihre Verwendung ist. Bei Lithium-Ionen-Batterien ist es wichtig, den Innenwiderstand zu verringern, was durch Verringerung des Kontaktwiderstands von Al-Folie oder Cu-Folie verringert werden kann.
