與大眾認識不同,鋰電銅箔有著較高的技術要求,絕非銅箔“大路貨”。鋰電池嚴苛的工作環(huán)境,對銅箔提出了多方面的技術要求,包括:1)厚度非常小,以滿足鋰離子電池的高體積容量要求;通常厚度多在8-12μm之間。2)與負極活性材料層的粘合強度高,表面能均勻地涂敷負極活性材料而不脫落;3)化學與電化學性能穩(wěn)定(抗氧化),具有良好的耐蝕性;4)電導率高;5)成本低,從而盡可能的降低鋰電池成本。
鋰電銅箔的性能也對鋰電池質量密切相關,銅箔是名副其實的被忽視的、不可或缺的鋰電基礎材料。如銅箔厚度的均勻性對電池容量和一致性會產生直接影響。
更進一步,動力電池對鋰電銅箔則有著更高的要求。如上文所述,鋰電銅箔又可以分為動力電池用和非動力電池用(如3C、儲能等)兩大品類;因新能源汽車鋰電池使用量大,能源密度與循環(huán)次數要求高、工作或制造過程中,溫度較高,這些對動力電池鋰電銅箔也就提出了更高的要求:
1)屈服強度要求更高。新能源汽車在追求高能量密度,而使用新型負極材料時,對銅箔的屈服強度(即抵抗微量塑性變形的應力)提出了更高的要求。
2)高溫穩(wěn)定性要求更高。如在鋰離子電池制作過程中,銅箔會被加熱至200℃左右,因此要求銅箔在加熱200℃時不發(fā)生軟化且維持初始的屈服強度。
3)從減重、輕量化的角度出發(fā)對銅箔的厚度提出了更高的要求。尤其是純電動汽車配備的電池單元數量比較多,僅銅箔的重量就達10 kg以上(與電池容量有關)。因此,減輕電池上銅箔的質量,降低銅箔原材料成本,同時提供高能量密度,成為對未來鋰離子電池用銅箔的又一要求。要達到這一要求,當前最主要的方式是減小銅箔厚度,目前,主流鋰離子電池銅箔的厚度為8~10 μm(其中,動力電池多采用8μm雙面光鋰電銅箔,而3C電池則可采用9μm以上或單面毛的產品)?;蛘卟捎么蚩椎确绞浇抵?,如日本三井金屬公司開發(fā)出空隙率為50%的銅箔。