Dans les batteries au lithium, la feuille d'aluminium est utilisée pour l'électrode positive, et la feuille de cuivre est utilisée pour l'électrode négative, principalement en raison de leurs propriétés physiques et chimiques. Afin d'assurer la stabilité de la batterie, la pureté de la feuille d'aluminium et de la feuille de cuivre doit être supérieure à 98 %. Alors, pourquoi devons-nous utiliser de la feuille d'aluminium pour l'électrode positive de la batterie ?
Quelles sont les exigences de performance des fabricants pour la feuille de batterie ?
Les fabricants de batteries espèrent tous que la batterie aura une densité énergétique élevée, réduira son poids et prolongera sa durée de vie. Par conséquent, ils ont généralement les exigences de performance suivantes pour les batteries :
| Nom des exigences | Détails |
| Épaisseur | L'épaisseur la plus fine de la feuille de batterie a atteint 8 microns, et l'écart d'épaisseur doit être faible, généralement inférieur à ±4 %, et certains fabricants de batteries exigent moins de ±2 %. |
| Quantité de surface | La surface ne doit pas présenter de piqûres d'un diamètre >1 mm, les piqûres de 0,5 à 1 mm doivent être inférieures à 3 m², et la surface sombre ne doit pas présenter de taches convexes ou de points brillants. |
| Tension de mouillage de surface | Généralement, les utilisateurs exigent que la tension de mouillage de surface soit comprise entre 30 et 32 dynes, mais certains matériaux sensibles nécessitent des valeurs de dynes plus élevées. |
| Qualité de la coupe des bords | La qualité des bords coupés doit être élevée, sans fissures ni bavures. |
| Propriétés mécaniques | Tout en réduisant l'épaisseur, sa résistance à la traction doit être augmentée simultanément ; sinon, la résistance à l'usure ne répondra pas aux exigences. La limite de l'écrouissage de l'aluminium pur industriel est de 310 N/mm², et la résistance à la traction des feuilles de batterie actuelles se situe principalement entre 190 et 280 N/mm². |
En bref, les fabricants de batteries préfèrent choisir des matériaux avec une forte conductivité et un faible coût. Parmi les métaux courants, le cuivre et l'aluminium répondent à ces deux exigences, mais le cuivre est plus cher que l'aluminium, donc le cuivre n'est pas utilisé lorsque l'aluminium peut l'être. En effet, la feuille de cuivre s'oxyde facilement sous l'électrode positive, et l'oxyde de cuivre n'est pas conducteur. Par conséquent, seule la feuille d'aluminium pour batterie peut être utilisée pour l'électrode positive.
Pourquoi choisir la feuille d'aluminium pour les batteries ?
La feuille d'aluminium a une bonne conductivité et est douce et peu coûteuse. Pour le processus d'enroulement des batteries au lithium, le matériau doit avoir un certain degré de souplesse pour garantir que la pièce polaire ne se casse pas pendant l'enroulement. La feuille d'aluminium est un métal relativement mou, et elle est relativement bon marché et possède des ressources abondantes.
La feuille d'aluminium est relativement stable dans l'air. L'aluminium réagit facilement dans l'air, formant un film d'oxyde à la surface de la feuille d'aluminium pour empêcher une réaction ultérieure de l'aluminium, et ce film d'oxyde protège également l'aluminium dans l'électrolyte. Le cuivre est relativement stable dans l'air et ne réagit pratiquement pas dans l'air sec.
Les potentiels positifs et négatifs des batteries au lithium déterminent que l'électrode positive utilise une feuille d'aluminium et l'électrode négative utilise une feuille de cuivre. L'électrode positive a un potentiel élevé, tandis que le potentiel d'oxydation de l'aluminium est élevé. De plus, la surface de la feuille d'aluminium possède un film d'oxyde dense, qui a également un bon effet protecteur sur l'aluminium interne.
Situation actuelle du marché des batteries au lithium
Ces dernières années, le marché des batteries au lithium s'est développé rapidement. La feuille d'aluminium de l'électrode positive a été réduite de 16 microns à 12 microns. Aujourd'hui, de nombreux fabricants de batteries ont utilisé de la feuille d'aluminium de 10 microns, et même de 8 microns. Étant donné que les batteries au lithium ont des exigences élevées en matière de pureté de la feuille d'aluminium et de la feuille de cuivre, la densité du matériau des deux est fondamentalement au même niveau. À mesure que l'épaisseur diminue, le poids de la batterie diminue également.
En plus de l'épaisseur, les batteries au lithium ont également des exigences en matière de qualité de surface de la feuille d'aluminium, exigeant que la qualité des deux côtés de la feuille d'aluminium soit similaire et que le revêtement soit symétrique.