鈉離子電池是一種新型的高能量密度電池,被廣泛應用于儲能領域。然而,鈉離子電池的集流體作為電池的重要組成部分,對電池性能的影響至關重要。本文將從集流體的作用、材料選擇、結構設計、制備工藝等方面進行探討。
一、集流體的作用
集流體是鈉離子電池的重要組成部分,主要作用包括以下幾個方面:
1.導電作用:集流體通過與電極材料緊密接觸,能夠提供良好的導電通道,使電極材料能夠充分發揮其電化學性能。
2.承載作用:集流體作為電池內部的支撐結構,能夠承受電極材料的膨脹和收縮,同時也能夠承受電池內部的壓力和外部的擠壓力。
3.傳熱作用:集流體能夠有效地傳遞電極材料產生的熱量,以維持電池的穩定工作溫度。
4.防腐蝕作用:集流體能夠防止電極材料與電解質之間的直接接觸,從而減少電極材料的腐蝕。
二、集流體的材料選擇
鈉離子電池的集流體主要由金屬材料或碳材料制成。常用的金屬材料包括銅、鋁、鈦等,常用的碳材料包括石墨、碳纖維等。
1.金屬材料
金屬材料的優點是強度高、導電性能好、成本低。鋁是常用的金屬材料之一,具有良好的導電性能和強度,但是容易發生氧化反應,導致集流體的電導率下降。銅是另一個常用的金屬材料,具有良好的導電性能和耐腐蝕性能,但是價格較高。
2.碳材料
碳材料的優點是比金屬材料更加輕便,同時具有良好的導電性能和耐腐蝕性能。石墨是一種常用的碳材料,具有良好的導電性能和穩定性能,但是價格較高。碳纖維是另一個常用的碳材料,具有良好的導電性能和強度,但是價格也比較高。
三、集流體的結構設計
集流體的結構設計應該考慮以下幾個方面:
1.表面處理
為了提高集流體的電導率和耐腐蝕性能,應該對集流體表面進行處理。常用的表面處理方法包括電鍍、噴涂、氧化等。
2.孔隙率
集流體的孔隙率應該適當控制,過大或過小都會影響電池的性能??紫堵蔬^大會導致電極材料的分散度不均勻,從而影響電化學反應的速率??紫堵蔬^小會導致電極材料的充放電速率變慢,從而影響電池的功率密度。
本技術可解決傳統的復合集流體分切設備所具有的多個刀頭之間的間距調節不便,影響對復合集流體的切割效率的問題。
分切機將正極片切成寬度合適的極片卷,和負極片、隔膜一起用于卷繞電芯的生產。
采用兩頭出極耳的方式,便于外殼內部裝配,極片采用分條后裁斷成型的方式,相較于傳統的極片模切成型效率高,減少毛刺和粉塵,解決了電池自放電大的問題。
在沿用現有電極材料的前提下,提升單體電池能量密度需匹配高負載量、高壓實密度的電極片。
集流體是指能夠收集電子流并引導它們流動的器件,常見的有三極管中的集電極。而電極是指