집전체는 리튬이온 배터리의 필수 구성요소 중 하나로서 활물질을 운반할 수 있을 뿐만 아니라 전극 활물질에서 생성된 전류를 모아서 출력함으로써 리튬이온 배터리의 내부 저항을 낮추는 데 도움이 됩니다. 배터리의 쿨롱 효율, 사이클링 안정성 및 승수 성능을 향상시킵니다.

 

리튬이온 배터리 집전체

 

원칙적으로 이상적인 리튬 이온 배터리 유체 수집기는 다음 조건을 충족해야 합니다. (1) 높은 전도성; (2) 우수한 화학적, 전기화학적 안정성; (3) 높은 기계적 강도; (4) 전극 활물질과의 상용성 및 결합성이 양호하다. (5) 값싸고 구하기 쉽다. (6) 가벼운 무게.

 

현재 리튬이온전지 집전체로 사용할 수 있는 소재로는 구리, 알루미늄, 니켈, 스테인리스강 등의 금속 전도체 소재와 탄소 등의 반도체 소재, 복합소재 등이 있다.

 

2.1 구리 수집기

구리는 은에 이어 전기전도도가 뛰어난 우수한 금속 전도체로 자원이 풍부하고, 저렴하고 구하기 쉬우며, 연성이 좋은 등 많은 장점을 갖고 있습니다. 그러나 구리는 높은 전위에서 산화되기 쉽다는 점을 고려하여 흑연, 실리콘, 주석, 코발트-주석 합금과 같은 음극 활성 물질의 수집제로 사용되는 경우가 많습니다. 일반적인 구리 수집기에는 구리 포일, 구리 폼, 구리 메쉬, 3차원 구리 나노 어레이 수집기가 포함됩니다.

 

2.2 알루미늄 수집기

금속 알루미늄의 전도성은 구리보다 낮지만 동일한 양의 전력을 전달할 때 알루미늄 와이어의 질량은 구리 와이어의 절반에 불과하므로 알루미늄 콜렉터를 사용하면 전도성이 향상된다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 리튬이온 배터리의 에너지 밀도가 높아진다. 또한, 구리에 비해 알루미늄은 가격이 더 저렴합니다. 리튬이온전지의 충방전 과정에서 알루미늄박 집전체 표면에 치밀한 산화막이 형성되어 알루미늄박의 내식성을 향상시키며, 양극용 집전체로 많이 사용됩니다. 리튬 이온 배터리.

 

2.3 니켈 수집가

이에 비해 니켈은 기본 금속으로 상대적으로 가격이 저렴하고 전기 전도도가 좋으며 산성 및 알칼리성 용액에서 더 안정적이므로 양극 및 음극 집전체로 모두 사용할 수 있습니다. 이는 인산철리튬과 같은 양극 활성 물질과 산화니켈, 황, 탄소 및 실리콘 복합재와 같은 음극 활성 물질과 모두 일치합니다. 니켈 수집기의 모양은 일반적으로 니켈 폼과 니켈 포일의 두 가지 유형이 있습니다.

 

2.4 스테인레스 스틸 수집가

스테인레스 강은 니켈, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀, 구리, 철 등과 같은 원소를 포함하는 합금강입니다. 전기 전도성과 안정성이 좋으며 공기, 증기, 물과 같은 약한 부식성 매체의 화학적 공격에 저항할 수 있습니다. 산, 알칼리, 염분 등과 같은 강한 부식성 매체. 스테인레스 스틸 표면은 부식으로부터 표면을 보호하기 위해 부동태 피막을 형성하기 쉽습니다. 스테인레스 스틸 표면은 부식으로부터 표면을 보호할 수 있는 부동태 피막을 쉽게 형성할 수 있으며, 스테인레스 스틸은 구리보다 얇게 가공할 수 있어 비용이 저렴하고 공정이 간단하며 대량 생산이 가능한 장점이 있습니다. 스테인레스 스틸은 양극 또는 음극 집전체로 사용될 수 있으며, 일반적인 스테인레스 스틸 집전체에는 스테인레스 스틸 메쉬와 다공성 스테인레스 스틸 두 가지 유형이 있습니다.

 

2.5 탄소 유체 수집기

양극 또는 음극 유체 수집기로서의 탄소 재료는 금속 수집기의 전해액 부식을 방지할 수 있으며 풍부한 자원, 가공 용이성, 낮은 저항률, 환경에 무해함, 저렴한 가격 등의 장점을 가지고 있습니다.

 

탄소 섬유 천은 유연성, 전도성 및 전기 화학적 안정성이 뛰어나 유연한 리튬 이온 배터리의 유체 수집기로 사용할 수 있습니다. 탄소 나노튜브는 금속 수집기와 비교하여 또 다른 형태의 탄소 수집기이며, 그 명백한 장점은 가볍고 배터리의 에너지 밀도를 크게 높일 수 있다는 것입니다.

 

2.6 복합 유체 수집기

구리 컬렉터, 알루미늄 컬렉터, 니켈 컬렉터, 스테인레스 스틸 컬렉터, 탄소 컬렉터 등과 같은 단일 컬렉터가 널리 관심을 받고 있으며 최근에는 복합 컬렉터도 다음과 같은 학자들의 연구 관심을 불러 일으켰습니다. 전도성 수지, 탄소 코팅 알루미늄 호일 및 티타늄-니켈 형상 기억 합금.

 

콜렉터는 리튬이온 배터리의 필수적이고 중요한 부품 중 하나로, 전극 활물질을 운반하고 출력 전류를 수집하는 다양한 기능을 가지고 있습니다. 다양한 재료와 생산 공정으로 준비된 집전체는 특성이 다르며 리튬 이온 배터리에 미치는 영향도 다릅니다.

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