提升锂电池比能量的铝铜箔激光微孔方案提升电池比能量的途径无非是

提升电池比能量的途径无非是使用更高容量的正负极材料，厚度更薄的隔膜纸，厚度更薄的铜箔铝箔，尽可能的减少其他辅助添加物。
其实在最早的锂电池就是采用网状铜箔工艺，源自加拿大莫里公司的工艺，该技术缺陷明显：1.工艺复杂， 2.是网箔成本高昂，很快被双光箔取代。如不考虑成本，工艺与现有涂布无差别，激光微孔箔（又称多孔箔）与双光箔相比在锂电上的应用国内外涉及这方面的研究很多。近年来，有研究者发现激光的微孔可以很好的克服这些问题，不仅生产工艺简单，且边缘不会有毛刺刺穿的裂痕。
现阶段，锂离子电池生产使用的常规铜箔厚度8μm~12μm（3C数码类电池用铜箔已有采用6~7μm铜箔），铝箔的厚度12μm~20μm ，作为正负极导电基材占锂离子电池重量的15%~20% ，如何进一步降低铜铝箔的重量比从而提升比能量呢？于是，微孔铜箔铝箔就是在这样的环境刺激下孕育而生，横空出世：

文章图片

文章图片
华越激光铝箔激光打孔
一、倍率性能提升
正负极皆采用微孔集流体制备的电池，正负极极片的正反面材料通过孔隙连接为一个整体，电解液有效浸润到涂层材料与集流体的结合部，并通过孔隙，使得电解液在整个电芯内部成为全贯通状态，锂离子从电解液中迁移的效率提升，迁移过程可选择路径大大增加。
二、循环寿命提升
1、负极在充放电过程的具有膨胀收缩效应，硅碳负极尤其如此，多次充放电之后，涂层材料与箔材之间的剥离现象加剧，内阻急剧增大，从而影响寿命。采用微孔集流体，正负极材料通过微孔箔的孔隙，形成了紧密咬合的整体，附着力增大，涂层与集流体的剥离状况会减缓，利于循环寿命增加。
2、充放电过程中，不可避免的形成电极材料与电解液发生副反应，不仅消耗锂源也消耗电解液，保液量的增加，也有利于循环寿命提高。
三、安全性能提升
1、锂枝晶是导致锂离子电池安全事故的主要元凶之一，高倍率充放电或低温充电过程更是容易引起锂枝晶生成，不论工艺如何改进，也无法彻底杜绝锂枝晶现象。最近，清华大学的PeichaoZou等人提出“既然无法彻底避免金属Li枝晶的生长，为何不通过诱导生长方向的方式避免锂枝晶刺穿隔膜？”于是采用化学蚀刻法工艺，制备了孔径150um的微孔箔材，做成微孔箔负极极片。
孔铜箔E-CU和常规铜箔的P-CU的工作原理下图所示，常规铜箔P-CU在工作中金属Li会直接在铜箔的表面发生沉积，因此锂枝晶的生长方向垂直与铜箔，一定长度后就饶有刺穿隔膜，但是在E-CU中，金属Li会在微孔的内壁发生沉积，从而大大降低了锂枝晶生成引发的安全问题。
2、微孔集流体制备的极片，正反两面的锂离子会起到自平衡的作用，特别在负极端，因涂层局部厚度不足导致的析锂会得到有效缓解，从而提高安全性。
四、比能量与电池一致性提高
1、铜箔铝箔在单电芯中的重量占比下降，正负极材料重量占比提高，直接提升单位重量比能量；因倍率性能与极片面密度成反比，倍率性能有效提升的条件下，若保持原有倍率充放电参数不变，在电芯设计中可提高面密度（10%左右），单个电芯中的极片层叠的数量减少，从而减少铜铝箔与隔膜的使用数量，提升重量比能量。
2、微孔箔电芯可减少析锂现象的发生，提高了电池的一致性。如，因设备原因，正极A面过厚对负极B过薄（或局部），充电过程中， Li+正常从正极A面脱出，负极B面过量不足， Li+在负极B面沉积