Per le batterie agli ioni di litio , il solito collettore positivo è un foglio di alluminio e il collettore negativo è un foglio di rame. Per garantire la stabilità del fluido collettore all'interno della batteria, la purezza di entrambi deve essere superiore al 98%. Con il continuo sviluppo della tecnologia al litio, sia che venga utilizzata per le batterie al litiodi prodotti digitali o batterie di veicoli elettrici, speriamo tutti che la densità energetica della batteria sia la più alta possibile, che il peso della batteria diventi sempre più leggero e che la cosa più importante nella raccolta del fluido sia ridurre lo spessore e il peso della raccolta del fluido e ridurre intuitivamente il volume e il peso della batteria. Perché l'elettrodo positivo della batteria agli ioni di litio utilizza un foglio di alluminio e l'elettrodo negativo utilizza un foglio di rame, ci sono tre ragioni:

Innanzitutto, il foglio di alluminio color rame ha una buona conduttività, una consistenza morbida e un prezzo economico. Come tutti sappiamo, il principio di funzionamento delle batterie al litio è un dispositivo elettrochimico che converte l'energia chimica in energia elettrica, quindi in questo processo abbiamo bisogno di un mezzo per trasferire l'energia elettrica convertita dall'energia chimica, qui abbiamo bisogno di materiali conduttivi. Nei materiali comuni, i materiali metallici sono i migliori per la conduttività elettrica, mentre nei materiali metallici il prezzo è economico e la conduttività è buona: foglio di rame e foglio di alluminio. Allo stesso tempo, nelle batterie al litio abbiamo principalmente due metodi di lavorazione: avvolgimento e laminazione. Rispetto all'avvolgimento, il foglio di elettrodi utilizzato per la preparazione della batteria deve avere una certa morbidezza per garantire che il foglio di elettrodi non presenti fragilità dell'avvolgimento e altri problemi, e anche il materiale metallico, il foglio di rame e alluminio, è un metallo morbido. Infine, considera il costo di preparazione della batteria, in termini relativi, il prezzo del foglio di rame e alluminio è relativamente economico e le risorse mondiali di rame e alluminio sono ricche.

In secondo luogo, anche il foglio di rame e alluminio è relativamente stabile nell'aria. L'alluminio reagisce facilmente chimicamente con l'ossigeno nell'aria, generando una densa pellicola di ossido sullo strato superficiale di alluminio per prevenire un'ulteriore reazione dell'alluminio, e questa sottile pellicola di ossido ha anche un certo effetto protettivo sull'alluminio nell'elettrolita. Il rame stesso è relativamente stabile nell'aria e sostanzialmente non reagisce all'aria secca.

In terzo luogo, i potenziali positivo e negativo delle batterie al litio determinano l’elettrodo positivo con un foglio di alluminio e l’elettrodo negativo con un foglio di rame, anziché il contrario. Il potenziale dell'elettrodo positivo è elevato e il foglio di rame è facile da ossidare ad alto potenziale, mentre il potenziale di ossidazione dell'alluminio è elevato e lo strato superficiale del foglio di alluminio ha una densa pellicola di ossido, che ha anche un buon effetto protettivo sull'alluminio interno. Entrambi vengono utilizzati come collettori di fluidi perché hanno una buona conduttività elettrica, hanno una struttura relativamente morbida (che può anche favorire l'incollaggio), sono relativamente comuni e poco costosi ed entrambi possono formare una pellicola protettiva di ossido sulla superficie.

La dimensione del vuoto ottaedrico del reticolo dell'alluminio metallico è simile alla dimensione del Li ed è facile formare composti interstiziali metallici con Li, Li e Al non solo formano una lega con la formula chimica LiAl, ma possono anche formare Li3Al2 o Li4Al3. A causa dell'elevata attività della reazione tra il metallo Al e Li, il metallo Al consuma una grande quantità di Li e anche la sua struttura e forma vengono distrutte, quindi non può essere utilizzato come collettore di fluido per l'elettrodo negativo delle batterie agli ioni di litio . Nel processo di carica e scarica della batteria, il Cu ha solo una piccola quantità di capacità di litio incorporata, mantiene la stabilità della sua struttura e delle prestazioni elettrochimiche e può essere utilizzato come collettore di fluido per l'elettrodo negativo delle batterie agli ioni di litio. Quando la lamina di Cu è a 3,75 V, la corrente di polarizzazione inizia ad aumentare in modo significativo, e aumenta linearmente e l'ossidazione si intensifica, indicando che il Cu diventa instabile a questo potenziale. Nell'intero intervallo di potenziale di polarizzazione del foglio di alluminio, la corrente di polarizzazione è piccola e costante, non si osserva alcun fenomeno di corrosione evidente e le prestazioni elettrochimiche sono stabili. A causa della ridotta capacità di inserimento del litio nell'intervallo di potenziale positivo delle batterie agli ioni di litio, l'Al può mantenere la stabilità elettrochimica ed è adatto per il fluido collettore positivo delle batterie agli ioni di litio.

In secondo luogo, lo strato di ossido superficiale di rame/nichel è un semiconduttore, conduzione di elettroni, lo strato di ossido è troppo spesso, l'impedenza è grande; Lo strato di ossido di allumina sulla superficie dell'alluminio è un isolante, lo strato di ossido non può condurre elettricità, ma poiché è molto sottile, la conduttanza elettronica si ottiene attraverso l'effetto tunnel, se lo strato di ossido è spesso, il livello di conduttività del foglio di alluminio è scarso e persino isolamento. È preferibile effettuare la raccolta generale del fluido prima dell'uso mediante la pulizia della superficie, da un lato per lavare via l'olio, dall'altro per rimuovere lo spesso strato di ossido.

In terzo luogo, il potenziale dell'elettrodo positivo è elevato e il sottile strato di ossido di alluminio è molto denso, il che può prevenire l'ossidazione della raccolta del fluido. Lo strato di ossido di lamina di rame/nichel è relativamente allentato, per prevenirne l'ossidazione, il potenziale più basso è migliore ed è difficile che il Li formi una lega interna di litio con Cu/nichel a basso potenziale, ma se la superficie di rame/nichel è ossidato in grandi quantità, il Li reagirà con l'ossido di rame/nichel a un potenziale leggermente superiore. Il foglio di alluminio non può essere utilizzato come elettrodo negativo e la lega LiAl avverrà a basso potenziale. In quarto luogo, il fluido collettore richiede una composizione pura. L'impurità della composizione di Al farà sì che la pellicola superficiale non sia densa e si verifichi corrosione puntuale, e ancor più a causa della distruzione della pellicola superficiale porta alla formazione di lega LiAl. Con il rapido sviluppo dell'elettricità al litio negli ultimi anni, anche lo sviluppo del collettore di fluido per le batterie al litio è rapido. Il foglio di alluminio positivo è stato ridotto da 16um negli anni precedenti a 14um, e poi a 12um, e ora molti produttori di batterie hanno prodotto in serie fogli di alluminio da 10um e persino 8um. Il foglio di rame negativo, grazie alla sua buona flessibilità del foglio di rame, il suo spessore è ridotto dai precedenti 12um a 10um, e poi a 8um, finora un gran numero di produttori di batterie utilizza 6um nella produzione di massa e alcuni produttori stanno sviluppando È possibile utilizzare 5um/4um. Poiché la batteria al litio ha requisiti di elevata purezza per il foglio di rame e alluminio utilizzato, la densità del materiale è sostanzialmente allo stesso livello e, con la riduzione dello spessore di sviluppo, anche la densità superficiale viene ridotta di conseguenza e il peso della batteria diventa naturalmente sempre più piccolo, il che soddisfa le nostre esigenze di batterie al litio. I requisiti di rugosità superficiale del foglio di alluminio in rame per la batteria al litio: per il collettore di fluido, oltre al suo spessore e peso hanno un impatto sulla batteria al litio, anche le prestazioni superficiali del collettore di fluido hanno un impatto maggiore sulla produzione e sulle prestazioni di la batteria. In particolare, a causa dei difetti della tecnologia di preparazione, i fogli di rame sul mercato sono principalmente lana su un lato, lana su due lati e varietà a rivestimento grosso su entrambi i lati. La struttura asimmetrica dei due lati porta alla resistenza di contatto asimmetrica del rivestimento su entrambi i lati dell'elettrodo negativo, in modo che la capacità negativa di entrambi i lati non possa essere rilasciata in modo uniforme. Allo stesso tempo, l'asimmetria di entrambi i lati fa sì che la forza di adesione del rivestimento negativo sia incoerente e la durata del ciclo di carica-scarica del rivestimento negativo su entrambi i lati è gravemente sbilanciata, accelerando così l'attenuazione della capacità della batteria.