為什麼鋰離子電池集流體負極要用銅箔，正極要用鋁箔？

鋰離子電池通常

使用的正極集流體是鋁箔，負極集流體是銅箔。

集流體的作用主要就是導電。這個跟我們電線的材料類似也是用的銅絲或者鋁絲。這是因為導體依導電係數可分為銀→銅→金→鋁→鎢→鎳→鐵。最好的肯定是銀，但是貴金屬元素畢竟稀有，而世界上銅和鋁元素資源豐富，價格也相對便宜。

同時，在鋰電池中，我們主要有卷繞和疊片兩種加工方式。相對於卷繞來說，需要用於製備電池的極片具有一定的柔軟性，才能保證極片在卷繞時不發生脆斷等問題，而金屬材料中，銅鋁箔也是質地較軟的金屬。另一方面，

銅鋁箔在空氣中也相對比較穩定。

鋁很容易跟空氣中的氧氣發生化學反應，在鋁表面層生成一層緻密的氧化膜，阻止鋁的進一步反應，而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護作用。銅在空氣中本身比較穩定，在乾燥的空氣中基本不反應。銅/鎳表面氧化層屬於半導體，電子導通；而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體，氧化層不能導電，但由於其很薄，透過隧道效應實現電子電導，若氧化層較厚，阻抗較大，導電效能差，甚至絕緣。一般集流體在使用前最好要經過表面清洗，一方面洗去油汙，同時可除去厚氧化層。

鋰電池正負極電位決定正極用鋁箔，負極用銅箔，而非反過來。

正極電位高，

銅/鎳箔氧化層較疏鬆些，在高電位下很容易被氧化

，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對內部的鋁也有較好的保護作用。

另外一點就是

鋁在低電位下與鋰會發生合金化反應

（例如負極為鋰0 V或石墨0。2 V）因而被消耗。金屬鋁的晶格八面體空隙大小與Li 大小相近，極易與Li形成金屬間隙化合物，Li 和Al不僅形成了化學式為LiAl的合金，還有可能形成了Li3Al2或Li4Al3。由於金屬Al與Li 反應的高活潑性，使金屬Al消耗了大量的Li ，本身的結構和形態也遭到破壞，故不能作為鋰離子電池負極的集流體；而Cu在電池充放電過程中，只有很少的嵌鋰容量，並且保持了結構和電化學效能的穩定，可作為鋰離子電池負極的集流體；但是若銅/鎳表面大量氧化，在稍高電位下Li會與氧化銅/鎳發生嵌鋰發應，Cu箔在3。75V時，極化電流開始顯著增大，並且呈直線上升，氧化加劇，表明Cu在此電位下開始不穩定；而鋁箔在整個極化電位區間，極化電流較小，並且恆定，沒有觀察到明顯腐蝕現象的發生，保持了電化學效能的穩定。由於在鋰離子電池正極電位區間， Al的嵌鋰容量較小，並且能夠保持電化學穩定，適合作鋰離子電池的正極集流體。如果使用高電位負極（鈦酸鋰1。5 V）的話，集流體也是可以用鋁箔的。

鋰電用銅鋁箔純度要求

為了保證集流體在電池內部穩定性，二者純度都要求在98%以上。Al的成分不純會導致表面膜不致密而發生點腐蝕，更甚由於表面膜的破壞導致生成LiAl合金。

鋰電用銅鋁箔厚度要求

隨著近些年鋰電迅猛發展，鋰電池用集流體發展也很快。正極鋁箔由前幾年的16um降低到14um，再到12um，現在已經不少電池生產廠家已經量產使用10um的鋁箔，甚至用到8um。而負極用銅箔，由於本身銅箔柔韌性較好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有很大部分電池廠家量產用6um，以及部分廠家正在開發的5um/4um都是有可能使用的。由於鋰電池對於使用的銅鋁箔純度要求高，材料的密度基本在同一水平，隨著開發厚度的降低，其面密度也相應降低，電池的重量自然也是越來越小，符合我們對於鋰電池的需求。

鋰電用銅鋁箔表面粗糙度要求:

對於集流體，除了其厚度重量對鋰電池有影響外，集流體表面效能對電池的生產及效能也有較大的影響。尤其是負極集流體，由於製備技術的缺陷，市場上的銅箔以單面毛、雙面毛、雙面粗化品種為主。這種兩面結構不對稱導致負極兩面塗層接觸電阻不對稱，進而使兩面負極容量不能均勻釋放；同時，兩面不對稱也引發負極塗層粘結強度不一致，使兩面負極塗層充放電迴圈壽命嚴重失衡，進而加快電池容量的衰減。