鋁箔在動(dòng)力鋰電池中應(yīng)用
鋰離子電池作為新一代綠色高能可充電電池，具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)等突出優(yōu)點(diǎn)，在近10年來(lái)取得了飛速發(fā)展，并以其卓越的高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)在全球各國(guó)的筆記本電腦、移動(dòng)電話、攝錄機(jī)、武器裝備等移動(dòng)電子終端設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，被認(rèn)為是21世紀(jì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活具有重要意義的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
2002年全球鋰離子電池銷量達(dá)到86億塊，同比增長(zhǎng)51%，銷售額達(dá)到28.18億美元，同比增長(zhǎng)18%，主要成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于手機(jī)市場(chǎng)，其用量占全部銷量的6成;2003年全球銷量達(dá)到12.55億塊，同比增長(zhǎng)45%，但總體價(jià)格下降了16%，銷售額達(dá)到36.34億美元，同比增長(zhǎng)29%;2005年銷量達(dá)到17.1億塊;2006年保守估計(jì)達(dá)到了25億塊;預(yù)計(jì)2010年全球銷量超過(guò)30億塊，其中動(dòng)力電池和聚合物電池將成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
鋰離子電池的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。銅箔是制造鋰離子電池負(fù)極集流體的關(guān)鍵材料，其品質(zhì)的好壞直接影響到鋰離子電池的制作工藝、性能和生產(chǎn)成本。開(kāi)展高性能、高附加值鋰離子電池用銅箔的研究對(duì)銅箔工業(yè)、電子、通訊、能源、交通、航天、軍事等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重大意義。
在中國(guó)“十二五”規(guī)劃中新能源汽車是七大新興產(chǎn)業(yè)之一，已成為國(guó)家振興經(jīng)濟(jì)和轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要突破口。新能源汽車的發(fā)展是低碳經(jīng)濟(jì)重要組成部分，對(duì)緩解能源供需矛盾、改善環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用。
新能源汽車是最能反映一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平、自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)之一，推進(jìn)我國(guó)交通能源轉(zhuǎn)型，通過(guò)能源多元化、動(dòng)力電氣化、排放清潔化，實(shí)現(xiàn)我國(guó)從汽車生產(chǎn)大國(guó)到汽車技術(shù)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。在我國(guó)出臺(tái)的《汽車與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（2011年～2020年）草案中規(guī)定，中央財(cái)政將投入上千億元支持節(jié)能與新能源汽車核心技術(shù)的研發(fā)和推廣，使我國(guó)成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)國(guó)，使中國(guó)在新能源汽車生產(chǎn)技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的并駕齊驅(qū)或處于領(lǐng)先水平，中國(guó)已將電動(dòng)汽車作為新能源汽車發(fā)展中的重中之重，是發(fā)展新能源汽車的主攻方向。電動(dòng)車的電力源是電池，電力電池是由陽(yáng)極、陰極和電解液組成的移動(dòng)能量源。充電時(shí)離子從正極流出，通過(guò)電解液流到負(fù)極，工作或放電時(shí)正極和負(fù)極發(fā)生相反的電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的電壓降驅(qū)動(dòng)外加負(fù)載，使汽車運(yùn)轉(zhuǎn)。
電動(dòng)汽車用的動(dòng)力電池為鋰電池：正極片為涂在鋁箔上的磷酸鐵鋰（氧化鈷鋰LiCoO2，或氧化錳鋰LiMn2O4或三元化合物L(fēng)i（NiCo）O2），但以磷酸鐵鋰最佳。負(fù)極為涂有石墨或鈦酸鋰等的銅箔。正負(fù)極箔片之間有隔膜，共同卷繞。將卷繞好的正負(fù)片（包括隔膜）一同放入電池殼內(nèi)，注入電解液，然后真空封裝，即完成單個(gè)電池生產(chǎn)。
鋰電池正極材料的采購(gòu)成本占30%，負(fù)極材料的占20%，隔膜材料占20%，電解液占20%，外殼占10%。隔膜為聚丙烯酸。正極材料對(duì)電池性能的影響很大（指涂于鋁箔上的鋰化物），整個(gè)正極是電池最為關(guān)鍵的零件。新能源汽車行業(yè)的發(fā)展既關(guān)系到國(guó)家能源安全、民生環(huán)保，也牽涉我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的命運(yùn)。電動(dòng)汽車鋰電池的正極需用鋁箔，而且要求汽車自身質(zhì)量盡量輕些，而鋁是當(dāng)前汽車零部件輕量化的首選材料，鋁在電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色。據(jù)預(yù)測(cè)，2030年中國(guó)電動(dòng)汽車保有量將占總保有量的30%以上，中國(guó)新能源汽車工業(yè)為鋁的應(yīng)用開(kāi)拓出一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，潛力大，用量可觀。鋰電池陽(yáng)極鋁箔對(duì)鋁箔的性能沒(méi)有特別要求，中國(guó)鋁箔產(chǎn)業(yè)能充分滿足對(duì)這種箔的所有要求。
涂碳鋁箔/銅箔的性能優(yōu)勢(shì)
一、顯著提高電池組使用一致性，大幅降低電池組成本。
如：明顯降低電芯動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅，提高電池組的壓差一致性，延長(zhǎng)電池組壽命，大幅降低電池組成本；涂碳鋁箔
二、提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片制造成本。涂碳鋁箔
如：改善使用水性體系的正極材料和集電極的附著力； 改善納米級(jí)或亞微米級(jí)的正極材料和集電極的附著力； 改善鈦酸鋰或其他高容量負(fù)極材料和集電極的附著力； 提高極片制成合格率，降低極片制造成本。
三、減小極化，提高倍率和克容量，提升電池性能。涂碳鋁箔
如：部分降低活性材料中粘接劑的比例，提高克容量； 改善活性物質(zhì)和集流體之間的電接觸， 減少極化，提高功率性能。
四、保護(hù)集流體，延長(zhǎng)電池使用壽命。涂碳鋁箔
如：防止集流極腐蝕、氧化； 提高集流極表面張力，增強(qiáng)集流極的易涂覆性能； 可替代成本較高的蝕刻箔或用更薄的箔材替代原有的標(biāo)準(zhǔn)箔材。
