锂离子电池用铜箔

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国家标准《锂离子电池用压延铜箔》编制说明

国家标准《锂离子电池用压延铜箔》编制说明

国家标准GB /T XXXX-XX《锂离子电池用压延铜箔》(讨论稿)编制说明《锂离子电池用压延铜箔》标准起草小组二○一六年五月国家标准《锂离子电池用压延铜箔》(讨论稿)编制说明一、工作简况1、任务来源锂离子电池是最新发展起来的绿色能源,也是我国能源领域重点支持的高新技术产业。

压延铜箔是作为锂离子电池负极集流体的主要材料,其生产技术的发展和性能参数将直接影响锂离子电池的制作工艺、性能和生产成本。

目前国外压延铜箔的生产企业主要有:日本日矿金属(Nippon mining)、日本福田金属箔粉公司(Fukuda)、日立电线公司(Hitachi cable)、美国奥林黄铜(Olin Brass)等。

国内菏泽广源铜带有限公司、山东天和压延铜箔有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司等逐渐开展锂离子电池用压延铜箔的研发与生产,形成规模化、行业化,且市场需求强劲。

国内主要生产锂离子电池企业有深圳比亚迪、天津捷威动力、天津力神、中航锂电、国联动力、深圳比克电池等百余家,对压延铜箔的使用及工艺性能具备深入的了解和掌握。

在生产企业和使用企业建立稳定供需关系的基础上,可共同对压延铜箔行业标准的技术内容和指标进行确定。

本标准制订的目的主要是规范锂离子电池用压延铜箔的生产与供货,为锂离子电池专用压延铜箔生产企业提供质量控制依据,而且为锂离子电池生产企业采购专用压延铜箔提供参考依据。

根据国标委综合〔2015〕59号和有色标委[2015]29号《关于转发2015年第二批有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知》,其中序号59(项目编号“20152292-T-610”)《压延铜箔》国家标准由菏泽广源集团山东天和压延铜箔有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、绍兴市力博电气有限公司等负责起草,完成年限为2018年9月。

2、承担单位简况菏泽广源铜带有限公司及山东天和压延铜箔有限公司为菏泽广源集团核心企业。

依托集团公司近30年铜带箔技术积累、人才积累和生产研发平台技术创新能力,引进了世界先进水平的高精电子压延铜箔生产设备和尖端实验检测仪器,建成了国内首条高精电子压延铜箔生产线,主要生产厚度0.006mm以上、宽度650mm以内的高精电子压延铜箔,年生产能力5000吨,是集高精电子压延铜箔产品生产、研发、销售、服务为一体的专业化生产企业。

为什么锂离子电池正极采用铝箔,负极采用铜箔作为集流体?

为什么锂离子电池正极采用铝箔,负极采用铜箔作为集流体?

为什么锂离⼦电池正极采⽤铝箔,负极采⽤铜箔作为集流体?⽆论是⽤于3C数码产品还是电动汽⻋的的锂电池,都希望在电池各⽅⾯性能都⾼的情况下,尽可能地提⾼电池的能量密度,减轻电池的重量,在集流体上就是降低集流体的厚度和重量,从⽽提⾼电池的体积密度和重量密度。

那为什么锂离⼦电池正极采⽤铝箔,负极采⽤铜箔作为集流体呢?主要从下⾯3个⽅⾯来考虑:1.铜箔和铝箔导电性好,质地软,且价格便宜锂电池⼯作原理是将化学能转化为电能的⼀种电化学装置, 在这个过程中需要⼀种介质把化学能转化的电能传递出来,这就需要导电的材料。

在普通材料最好的导电材料为⾦属材料,在⾦属材料⾥价格便宜且导电性好的就是铜箔和铝箔。

在锂离⼦电池的⽣产过程中,正负极的⼯艺有卷绕和叠⽚两种加⼯⽅式,在卷绕⼯艺中,⽤来制备电池的极⽚具有⼀定的柔软性才能保证集⽚在卷绕时不发⽣脆断等问题,铜箔和铝箔的质地柔软的⾦属性质正好满⾜要求。

同时考虑电池的制造成本,铜和铝元素资源丰富,价格相⽐其他⾦属便宜。

2.铜箔和铝箔在空⽓中相对稳定铜在空⽓中本⾝⽐较稳定在⼲燥的空⽓中基本不反应。

铝箔在空⽓中也相对⽐较稳定,容易跟空⽓中的氧⽓发⽣化学反应,并在铝表⾯层⽣成⼀层致密的氧化膜阻⽌铝的进⼀步反应,也正是这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有⼀定的保护作⽤。

3.锂电池正负极电位决定正极⽤铝箔负极采⽤铜箔正极采⽤铝箔是因为铝箔的氧化电位⾼,且表⾯有⼀层致密的氧化膜对⾦属铝也具有保护作⽤,⽽铜箔的在⾼电位下很容易被氧化,所以正极不能够⽤铜箔。

随着近些年锂电迅猛发展锂电池的集流体发展也很快,正极铝箔由前⼏年的16微⽶降低到14微⽶再到12微⽶,现在已经不少电池⽣产⼚家已经量产使⽤⼗微⽶的铝箔甚⾄⽤到⼋微⽶。

负极⽤铜箔的厚度由之前12微⽶降低到⼗微⽶再到⼋微⽶,⽬前有很⼤部分电池⼚家量产⽤六微⽶以及部分⼚家正在开发的五微⽶四微⽶都是有可能使⽤的由于锂电池。

锂离子电池铜箔简介

锂离子电池铜箔简介

锂离子电池铜箔简介锂离子电池用铜箔所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池,俗称“锂电”。

锂电池的构造主要包括:正极、负极、电解质及其它辅助材料。

在20世纪的后半个世纪中,制造印刷线路板( PCB ) 几乎是电解铜箔的唯一用途。

近年来随着铜箔装备水平的提升和制造技术的进步,电解铜箔的物理、化学、机械和冶金等性能得到大幅提高, 再加上生产控制连续、生产效率较高、价格相对便宜等优势,因此,采用高性能电解铜箔代替压延铜箔已在锂电池实际生产中得以广泛应用。

目前,国内外大部分锂离子电池厂家都采用电解铜箔作为锂电池的负极集流体。

铜箔在锂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, 因此电解铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极制作工艺和锂离子电池的电化学性能有着很大的影响。

新一代安全廉价的锂电池材料,大大拓宽了锂电池的应用范围。

未来高容量、高功率、高安全、高寿命的新型锂电池将会在改善全球能源紧缺和地球环境恶化等方面发挥重要的作用,与此同时,锂电池行业的良好前景也必将推动着锂电池铜箔向着强度高、缺陷少、表面粗糙度低、延展性好、厚度更薄等方向发展。

由于锂电池铜箔在性能方面,要求铜箔具有缺陷少、晶粒细、抗氧化性好、耐折性好、表面粗糙度低、抗拉强度高及延展性高等特点,因此在系统设计中需采用多添加剂自动控制装置、恒流进液控制技术、横向均匀度随机调控系统、鼓面在线抛光装置等多项先进技术。

锂电池用铜箔达到的各项性能指标1. 锂电池铜箔厚度、标重、抗拉强度、常温延伸率、粗糙度等常规指标:2. 外观、抗氧化性等其它指标:(1)压痕:无压坑和划痕。

(2)皱褶:无永久变形性质的皱褶。

(3)缺口和撕裂:无缺口和撕裂。

(4)清洁度:无污物、侵蚀、盐类、油脂、指印、外来物及其它影响铜箔使用的外观缺陷。

(5)耐热性:180℃下60min,表面无氧化。

涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用_概述及解释说明

涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用_概述及解释说明

涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用概述及解释说明1. 引言1.1 概述锂离子电池作为一种重要的可再充电能源,已经被广泛应用于移动通信、储能、电动汽车等领域。

在锂离子电池的组成中,负极材料起着至关重要的作用。

近年来,硅基锂离子电池作为新型锂离子电池体系备受关注,具有高理论容量和优良的循环性能等优势。

然而,硅基负极材料在充放电过程中面临着较大的体积膨胀问题,导致其容量衰减和循环寿命下降。

因此,开发一种能够提高硅基负极性能的新材料或方法具有重要意义。

本文将重点介绍涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用及其对硅负极性能的影响。

涂碳铜箔是一种通过特殊工艺使表面涂覆有碳层和铜层的复合材料,具备优异的导电性和良好的化学稳定性。

该材料作为硅基锂离子电池负极支撑材料,能够有效缓解硅基负极的体积膨胀问题,并提升电池的循环寿命和安全性。

1.2 文章结构本文分为四个主要部分:引言、涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用、解释说明以及结论。

首先,在引言部分将对本文进行概述,描述研究的目的和意义。

然后,我们将详细介绍硅基锂离子电池的简介以及涂碳铜箔的特性与优势。

接下来,我们将通过案例分析探讨涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的具体应用。

在解释说明部分,我们将解析涂碳铜箔提高硅负极性能的机制,并阐述其对电池循环寿命和安全性的影响。

最后,在结论部分总结涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用效果并展望未来研究方向。

1.3 目的本文旨在全面了解涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用情况,并对其作用机制进行深入解读。

通过对相关案例及研究成果的综合分析,旨在探索涂碳铜箔作为一种负极支撑材料,在提高硅基锂离子电池性能、延长循环寿命和强化安全性等方面的潜力。

本文还将对未来涂碳铜箔应用的发展趋势进行展望,以期为相关领域的学者和工程师提供参考和借鉴。

2. 涂碳铜箔在硅基锂离子电池中的应用2.1 硅基锂离子电池简介硅基锂离子电池是一种新型的二次电池技术,其负极采用硅材料替代传统的石墨材料。

锂电铜箔行业深度研究报告

锂电铜箔行业深度研究报告

锂电铜箔行业深度研究报告一、锂电铜箔:锂电负极集流体材料,“极薄化”顺应能量密度提升趋势(一)锂电铜箔:锂电负极集流体首选材料,受益于锂电池市场爆发的璀璨明珠铜箔是指通过电解、压延或溅射等方法加工而成的厚度在200μm 以下的极薄铜带或铜片,在电子电路、锂电池等相关领域应用广泛。

电解铜箔是指以铜料为主要原料,采用电解法生产的金属铜箔。

将铜料经溶解制成硫酸铜溶液,然后在专用电解设备中将硫酸铜液通过直流电电沉积而制成原箔,再对其进行表面处理、分切、检测制成成品。

电解铜箔作为电子制造行业的功能性关键基础原材料,主要用于锂离子电池和印制线路板(PCB)的制作。

其中,锂电铜箔由于具有良好的导电性、良好的机械加工性能,质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,因而成为锂离子电池负极集流体的首选。

压延铜箔是利用塑性加工原理通过对高精度铜带反复轧制和退火而成的产品,其延展性、抗弯曲性和导电性等都优于电解铜箔,铜纯度也高于电解铜箔。

根据模拟测算结果,锂电铜箔占锂电池成本约为8.6%。

根据中一科技披露数据,我们根据其向宁德时代供应的锂电铜箔销售单价以及宁德时代电池系统直接材料成本、销量等数据模拟测算得2019年和2020 年6μm 锂电铜箔占宁德时代锂电池营业成本中直接材料的金额比例约为8.60%和8.66%,因此,我们合理估计电池系统中6μm 锂电铜箔成本占直接材料成本比例大约为8.6%。

铜箔可以根据生产工艺、应用领域、厚薄程度以及表面状况进行分类。

根据生产工艺的不同,可以分为电解铜箔、压延铜箔。

电解铜箔是指将铜原料制成硫酸铜溶液,再利用电解设备使溶液在直流电的作用下电沉积成铜箔;压延铜箔是通过物理手段将铜原料反复辊压加工而成。

根据应用领域的不同,可以分为锂电铜箔、标准铜箔。

锂电铜箔主要作为锂电池负极材料集流体,是锂离子电池中电极结构的重要组成部分,在电池中既充当电极负极活性物质的载体,又起到汇集传输电流的作用,对锂离子电池的内阻及循环性能有很大的影响;标准铜箔是沉积在线路板基底层上的一层薄的铜箔,是覆铜板、印制电路板的重要基础材料之一,起到导电体的作用,一般较锂电铜箔更厚,大多在12-70μm,一面粗糙一面光亮,光面用于印制电路,粗糙面与基材相结合。

干货学习,锂电池正负极集流体

干货学习,锂电池正负极集流体

干货学习!锂电池正负极集流体众所周知组成锂离子电池的四大主要部分是正极材料、负极材料、隔离膜和电解液。

但是,除了主要的四大部分外,用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分。

今天我们就来聊聊锂电池正负极集流体材料。

一.集流体基本信息对于锂离子电池来说,通常使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔,为了保证集流体在电池内部稳定性,二者纯度都要求在98%以上。

随着锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池,我们都希望电池的能量密度尽量高,电池的重量越来越轻,而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量,从直观上来减少电池的体积和重量。

1锂电用铜铝箔厚度要求随着近些年锂电迅猛发展,锂电池用集流体发展也很快。

正极铝箔由前几年的16um降低到14um,再到12um,现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔,甚至用到8um。

而负极用铜箔,由于本身铜箔柔韧性较好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前有很大部分电池厂家量产用6um,以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。

由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高,材料的密度基本在同一水平,随着开发厚度的降低,其面密度也相应降低,电池的重量自然也是越来越小,符合我们对于锂电池的需求。

2锂电用铜铝箔表面粗糙度要求对于集流体,除了其厚度重量对锂电池有影响外,集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。

尤其是负极集流体,由于制备技术的缺陷,市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。

这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称,进而使两面负极容量不能均匀释放;同时,两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致,是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡,进而加快电池容量的衰减。

同理,正极铝箔也尽量向双面对称结构发展,但是目前受到铝箔制备工艺的影响,主要还是用单面光铝箔。

由于铝箔基本都是由厚度较大的铝锭轧制而成,在轧制过程中需要控制铝锭与轧辊的接触,所以一般都会对铝箔表面进行添加润滑剂,来保护铝锭和轧辊,而表面的润滑剂对电池极片有一定的影响,因此,对铝箔来说,表面除润滑剂也是关键因素。

锂电铜箔防氧化抗腐蚀处理技术研究现状

锂电铜箔防氧化抗腐蚀处理技术研究现状

154锂电铜箔防氧化抗腐蚀处理技术研究现状徐建平(江西省江铜铜箔科技股份有限公司,江西 南昌 330096)摘 要:对于锂电铜箔在制造和使用过程中可能遭受的氧化和腐蚀,这些都会对其使用年限和电池的安全性产生影响,本文总结并归纳了一些防止氧化的技术,并概括了各种钝化方式的工作原理。

此外,还对铜箔集流体在锂电池电解液中的腐蚀机制进行了简要的介绍,并对铜箔表面改良以增强其抗腐蚀性的研究进展做了概括。

对于无铬钝化处理技术以及表面改良技术的未来发展进行了预测。

最后,提出了一个环保、高效的锂电铜箔防止氧化和腐蚀的新思路。

关键词:锂离子电池;铜箔;防氧化;抗腐蚀中图分类号:TG174.4 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)17-0154-3Research status of anti oxidation and corrosion treatment technology for lithium battery copper foilXU Jian-ping(Jiangxi JJC Copper Foil Technology Co., Ltd,Nanchang 330096,China)Abstract: Regarding the oxidation and corrosion that lithium copper foil may suffer during the manufacturing and use process, which will affect its service life and the safety of the battery, this article summarizes and summarizes some techniques to prevent oxidation, and summarizes the working principles of various passivation methods. In addition, a brief introduction was given to the corrosion mechanism of copper foil collector in lithium battery electrolytes, and research progress on improving the surface of copper foil to enhance its corrosion resistance was summarized. The future development of chromium free passivation treatment technology and surface improvement technology has been predicted. Finally, a new environmentally friendly and efficient approach to prevent oxidation and corrosion of lithium copper foil was proposed.Keywords: lithium-ion battery; Copper foil; Anti oxidation; Corrosion resistance收稿日期:2023-06作者简介:徐建平,男,生于1986年,汉族,江西德兴人,本科,工程师,研究方向:电解铜箔制造和工艺研究。

2021年铜箔在锂电池成本占比情况数据统计

2021年铜箔在锂电池成本占比情况数据统计
使用端来看,1GWh电池对8μm、6μm、4.5μm铜箔的需求量分别为850吨、580吨、400吨。铜箔定价包括铜价与加工费两部分,其中铜价为上海有色金属网现货铜的月度均价,根据近期走势设定铜价为7.26万元/吨。
动态分析铜价变化对传统铜箔采购成本的影响,当铜价变动20%时,8μm、6μm、4.5μm铜箔的单GWh采购成本分别变动13.62%、12.35%、10.18%,即铜箔厚度越薄,铜价波动对成本的影响越小。
铜箔是锂离子电池的重要基础材料既充当负极活性材料的载体又充当负极电子收集与传导体其作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来以产生更大的输出电流
2021年铜箔在锂电池成本占比情况数据统计
铜箔是锂离子电池的重要基础材料,既充当负极活性材料的载体,又充当负极电子收集与传导体,其作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以产生更大的输出电流。铜箔由于导电性好、良好的机械加工性能、质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,成为锂离子电池负极集流体的首选。
9061
6821
5704
铜价变动20%——铜单价
8.71
8.71
8.71
铜价变动20%——铜箔成本变动
13.26%
12.35%
10.18%
资料来源:观研报告网《中国铜箔行业现状深度分析与投资前景研究报告(2022-2029年)》
1GWh电池对铜箔的需求量(吨)
850
580
400
铜价(万元/吨)
7.(万元/GWh)
6171
4210.8
29.4
铜成本占比
68%
62%
51%
加工费(万元/吨)
3.4
4.5
7
铜箔成本-加工费(万元/GWh)
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锂离子电池用铜箔
所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池,俗称“锂电”。

锂电池的构造主要包括:正极、负极、电解质及其它辅助材料。

在20世纪的后半个世纪中,制造印刷线路板( PCB ) 几乎是电解铜箔的唯一用途。

近年来随着铜箔装备水平的提升和制造技术的进步,电解铜箔的物理、化学、机械和冶金等性能得到大幅提高, 再加上生产控制连续、生产效率较高、价格相对便宜等优势,因此,采用高性能电解铜箔代替压延铜箔已在锂电池实际生产中得以广泛应用。

目前,国内外大部分锂离子电池厂家都采用电解铜箔作为锂电池的负极集流体。

铜箔在锂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, 因此电解铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极制作工艺和锂离子电池的电化学性能有着很大的影响。

新一代安全廉价的锂电池材料,大大拓宽了锂电池的应用范围。

未来高容量、高功率、高安全、高寿命的新型锂电池将会在改善全球能源紧缺和地球环境恶化等方面发挥重要的作用,与此同时,锂电池行业的良好前景也必将推动着锂电池铜箔向着强度高、缺陷少、表面粗糙度低、延展性好、厚度更薄等方向发展。

由于锂电池铜箔在性能方面,要求铜箔具有缺陷少、晶粒细、抗氧化性好、耐折性好、表面粗糙度低、抗拉强度高及延展性高等特点,
因此在系统设计中需采用多添加剂自动控制装置、恒流进液控制技术、横向均匀度随机调控系统、鼓面在线抛光装置等多项先进技术。

二、锂电池用铜箔达到的各项性能指标
1. 锂电池铜箔厚度、标重、抗拉强度、常温延伸率、粗糙度等常规指标:
2.外观、抗氧化性等其它指标:
(1)压痕:无压坑和划痕。

(2)皱褶:无永久变形性质的皱褶。

(3)缺口和撕裂:无缺口和撕裂。

(4)清洁度:无污物、侵蚀、盐类、油脂、指印、外来物及其它影响铜箔使用的外观缺陷。

(5)耐热性:180℃下60min,表面无氧化。

(6)亲水性:铜箔表面具有良好的水润湿性。

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