鋰電世界網(wǎng)訊，在過(guò)去的十年里，受電子產(chǎn)品、電動(dòng)工具、汽車和可再生能源發(fā)展的驅(qū)使，電化學(xué)儲(chǔ)能以前所未有的速度發(fā)展起來(lái)。其中，鋰離子電池在存儲(chǔ)由可再生能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的電能方面發(fā)揮了重要作用。目前的大多數(shù)研究集中在鋰離子電池的陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)材料。

然而為了更好地了解鋰離子電池使用過(guò)程中的退化機(jī)制，包括隔膜和集流體在內(nèi)的所有組件都應(yīng)當(dāng)在實(shí)際情況下進(jìn)行測(cè)試。即使未來(lái)開(kāi)發(fā)出了新型的陽(yáng)極和陰極材料，新一代鋰離子電池中的某些組件，如集流體，依然是由相同的材料制成的。在目前的商業(yè)鋰離子電池中，分別使用銅和鋁作為陽(yáng)極和陰極的集流體。

(1)電解銅箔和壓延銅箔的彈性模量分別約為70GPa和50GPa，DMA和納米壓痕試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了彈性模量的準(zhǔn)確性。制備工藝對(duì)材料的彈性模量有顯著影響，分析XRD銅箔的晶向結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，主要是因?yàn)殡娊忏~箔中(111)晶面占優(yōu)，壓延銅箔中(220)晶面占優(yōu)，而(111)晶面主導(dǎo)的彈性模量比(220)晶面主導(dǎo)的大。

(2)微拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有明顯的屈服點(diǎn)，且不同厚度的屈服點(diǎn)大小不同，銅箔的屈服強(qiáng)度宏觀上隨厚度的減小而增大，表現(xiàn)出“越薄越強(qiáng)”的趨勢(shì)。

(3)拉斷的銅箔表面可以看到滑移帶和零星的小裂紋。由橫截面SEM圖像看出，電解銅箔為脆性斷裂，斷口平直面光滑，呈刀刃狀，橫截面沒(méi)有韌性斷裂的韌窩，斷面光滑平整，有反光的小平臺(tái)，斷裂面有“河流”花樣的條紋。而壓延銅箔橫截面有明顯的韌窩，為韌性斷裂。

壓延銅箔的韌性高于電解銅箔，一般壓延銅箔的彎曲性能是普通電解銅箔的4倍，這是由于銅原子結(jié)構(gòu)的不同，壓延銅箔銅原子結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則層狀結(jié)晶，所以不易形成裂紋，銅箔材料彎曲性能較好；而電解銅箔在厚度方向上呈現(xiàn)出柱狀結(jié)晶組織，彎曲時(shí)易產(chǎn)生裂紋而斷裂。

目前，壓延銅箔價(jià)格較貴，制造成本高，所以對(duì)彎曲性要求不高的產(chǎn)品可以選擇用電解銅箔來(lái)替代壓延銅箔，但是在可靠性要求比較高的情況下，采用壓延銅箔比較好。目前鋰離子電池中集流體大量使用電解銅箔，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，特別是柔性鋰離子電池的出現(xiàn)，壓延銅箔不失為集流體材料的一個(gè)良好的選擇。