鉅大LARGE | 點擊量：1439次 | 2018年10月29日
解讀打孔銅箔動力電池應(yīng)用命途
有人說，不少動力電池企業(yè)連6μm鋰電銅箔都用不好，打孔銅箔的市場化應(yīng)用還太遠；也有人說，打孔銅箔是未來動力電池負極集流體應(yīng)用的趨勢，能夠配合高能量密度的動力電池克服一些難題。
那么，打孔銅箔動力電池應(yīng)用前景到底如何？
高工鋰電調(diào)研獲悉，目前打孔銅箔在國內(nèi)動力電池領(lǐng)域尚未實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但以諾德股份為首的銅箔巨頭已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，并開始對部分客戶進行送樣測試。
日前，諾德股份副總裁陳郁弼在高工鋰電(2018)國際鋰電池關(guān)鍵材料技術(shù)創(chuàng)新峰會上表示：“目前箔材越來越輕量化，鋰電銅箔的材料厚度已經(jīng)從9um、8um走到6um。再往下走，5um、4um的性價比已經(jīng)不適合。要實現(xiàn)倍率的增加，充放電循環(huán)、連接性更優(yōu)等方面的提升，鋰電銅箔下面要走的路線就是打孔。”
需要正視的是，打孔銅箔對現(xiàn)在的動力電池企業(yè)來說，并不是必需品。目前動力電池企業(yè)依然使用的是NCM622或523體系的材料，并沒有導(dǎo)入打孔銅箔的需要，否則只是徒增成本，與“降本增效”的目的背道而馳。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
客觀來看，未來打孔銅箔在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用機會主要集中在摻硅碳的高倍率高比能量動力電池和全固態(tài)鋰電池上。
以硅碳系動力電池為例，目前諸多動力電池企業(yè)難以大規(guī)模量產(chǎn)這款電池的主要原因是，硅碳負極首效較人造石墨低（硅碳負極首效在80%左右，石墨負極首效達90%以上），造成預(yù)嵌鋰難度高，電池容量快速衰減。
為了解決上述問題，有的企業(yè)選擇從補鋰設(shè)備著手，向負極極片直接噴涂金屬鋰粉，正在研發(fā)中；也有不少企業(yè)將希望寄托于集流體材料，打孔銅箔就是其中的一款材料。
一位長期致力于打孔銅箔鋁箔研究的業(yè)內(nèi)人士就向高工鋰電表示，打孔銅箔能夠助力動力電池企業(yè)解決上述問題。打孔銅箔在硅碳系動力電池中的應(yīng)用能夠解決三個技術(shù)難點：
一是硅碳負極多次循環(huán)后的剝離問題。硅碳負極在充放電過程具有膨脹收縮效應(yīng)，多次充放電之后，涂層材料與箔材之間的剝離現(xiàn)象加劇，內(nèi)阻急劇增大，從而影響壽命。采用多孔集流體，通過孔隙間的材料，在正負極極片涂層正反兩面材料形成“工”字型咬合狀態(tài)，極片脫落的概率可大幅度降低，利于動力電池循環(huán)壽命的增加。
二是硅碳負極預(yù)嵌鋰難題。預(yù)嵌鋰主要實現(xiàn)兩個目的，為了補償最初SEI所消耗的鋰源或者降低負極電位。但硅碳負極首效低卻導(dǎo)致鋰離子從正極運動到負極時，過量減少，而打孔銅箔可以克服預(yù)嵌鋰的均勻性、效率等問題。
三是離子傳輸通道問題。高倍率動力電池的開發(fā)，導(dǎo)電性問題早已通過材料本身、電芯設(shè)計、新型導(dǎo)電劑方面予以解決，但離子傳輸效率提高更加困難，有貫通空隙的集流體在這方面能夠提供一些助力。
在陳郁弼看來，目前在鋰電銅箔兩側(cè)進行負極材料涂布時，出現(xiàn)涂布厚度不一致問題，這就導(dǎo)致電池的活性物質(zhì)，即鋰離子利用效率下降，最終引起電池電容量下降。為了平衡能量密度與安全性之間的關(guān)系，動力電池企業(yè)給箔材進行打孔處理正是其中的一項解決方案。
正因為打孔銅箔對硅碳系動力電池性能有上述改善空間，這也成為電池企業(yè)對其保持較為開放態(tài)度的根本原因。
一位知情人士透露：“現(xiàn)在動力電池企業(yè)也是處于‘摸著石頭過河’的階段，對打孔銅箔有基礎(chǔ)性的了解，但具體孔隙率要達到什么標(biāo)準(zhǔn)才能既不斷箔又能切實提升動力電池性能，還在測試當(dāng)中。”
所以，打孔銅箔未來的命運如何要看動力電池企業(yè)應(yīng)用后的最終效果。
