說(shuō)起鋰離子電池，大家非常熟悉！智能電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)、工業(yè)儲(chǔ)能……樣樣離不開(kāi)鋰離子電池。但鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣？可能非專(zhuān)業(yè)人士沒(méi)有幾人清楚。

鋰離子電池?zé)o論形狀如何，一般是由正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液構(gòu)成。它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)工作。充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，嵌入到負(fù)極片碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。放電時(shí)，負(fù)極的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

其中，電極是鋰離子電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)區(qū)域，是將活性物質(zhì)和粘結(jié)劑的漿料均勻涂覆在金屬集流體上制得，如圖1。一般采用鋁箔為正極的集流體，銅箔為負(fù)極的集流體。集流體與活性物質(zhì)接觸，起到將活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集，對(duì)外進(jìn)行大電流輸出。故集流體與活性物質(zhì)的粘結(jié)接觸情況對(duì)于電池性能至關(guān)重要！

 圖1、電極片結(jié)構(gòu)

現(xiàn)實(shí)，總會(huì)生出各種磨礪。在鋰離子電池充放電過(guò)程中，集流體與活性物質(zhì)的粘結(jié)也會(huì)受到意外因素的“考驗(yàn)”。這一過(guò)程中，Li+在電極材料上反復(fù)嵌入與脫出，使電極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，多次收縮與膨脹，極易導(dǎo)致集流體與活性材料的脫離，從而使電池內(nèi)阻加大，影響電池的循環(huán)壽命。因此，為了更好的應(yīng)對(duì)各種意外對(duì)鋰離子電池集流體粘結(jié)強(qiáng)度的影響，預(yù)先的試驗(yàn)測(cè)試和驗(yàn)證研究必不可少！

這方面，蘭光有一定的經(jīng)驗(yàn)。近日，蘭光針對(duì)某一鋰離子電池的電極片集流體的“粘結(jié)效果”做了一次試驗(yàn)驗(yàn)證，如圖2。

試驗(yàn)對(duì)象是裁取成1.9cm寬的正極片條。利用雙面膠將其電極表面粘貼在不銹鋼板上。將試樣的一端做預(yù)剝離處理，使部分鋁集流體與電極活性物質(zhì)分離。利用XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)的“180°剝離”功能，將剝開(kāi)的鋁集流體與正極片未剝離一端分別夾于拉力機(jī)的上下夾具。啟動(dòng)儀器，以10mm/min的速度分離上下夾具。儀器將會(huì)自動(dòng)出具剝離過(guò)程的剝離強(qiáng)度。

圖2、正極片集流體剝離強(qiáng)度試驗(yàn) 

目前，針對(duì)提升集流體與電極活性物質(zhì)的“粘結(jié)強(qiáng)度”的研究方興未艾，鋰電行業(yè)也積累了相當(dāng)豐富的改性實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。加強(qiáng)試驗(yàn)的驗(yàn)證，或許能為研究與實(shí)踐帶來(lái)更多分析數(shù)據(jù)，促進(jìn)鋰離子電池性能的進(jìn)一步提高。

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