リチウム電池において、負極に銅箔、正極にアルミ箔が使用される主な理由は、それらの物理的・化学的性質にあります。電池内の集電体の安定性を確保するため、両者の純度は98%以上である必要があります。
1. 異なる物理的および化学的性質
銅箔は電気伝導性と熱伝導性に優れているため、電池のエネルギー密度と充放電効率を効果的に向上させることができます。また、銅箔は機械的強度と柔軟性にも優れているため、充放電時の電池の変形や膨張の要件を満たすことができます。
化学的性質の面では、主な理由は、銅箔が電気化学反応中に安定した電極電位を提供できるため、バッテリーの安定性と安全性が確保されることです。また、銅箔は負極材料と良好な接触を形成し、バッテリーの充放電効率を向上させることもできます。
アルミ箔は比強度が高く、延性にも優れているため、充放電時の電池の膨張・収縮の要求を満たすことができます。また、アルミ箔は耐腐食性、耐酸化性にも優れているため、電池の寿命を延ばすことができます。
化学特性の面では、主な理由は、アルミ箔が電気化学反応においてより高い電極電位を提供できるため、電池のエネルギー密度と充放電効率が向上することです。また、アルミ箔は正極材料と良好な接触を形成し、電池の充放電効率を向上させることもできます。
2. 導電性が良く、質感が柔らかく、価格が安い
リチウム電池の動作原理は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する電気化学装置です。このプロセスでは、化学エネルギーから変換された電気エネルギーを伝達するための媒体が必要であり、ここで導電性材料が必要です。通常の材料の中で、金属材料は最も導電性のある材料です。金属材料の中で、銅箔とアルミ箔は安価で導電性が優れています。同時に、リチウム電池では、主に巻き取りとラミネートの2つの加工方法があります。巻き取りと比較して、電池を準備するために使用されるポールピースは、ポールピースが巻き取り中に脆性破壊などの問題が発生しないように、ある程度の柔軟性を持っている必要があります。金属材料の中で、銅とアルミ箔も柔らかい金属です。最後のステップは、電池の準備のコストを考慮することです。比較的言えば、銅とアルミ箔は比較的安価であり、世界には銅とアルミニウムの元素資源が豊富にあります。
