Batteriestromkollektor
Oct 19, 2023
Der Stromkollektor ist eine der unverzichtbaren Komponenten von Lithium-Ionen-Batterien. Er kann nicht nur das aktive Material transportieren, sondern auch den vom aktiven Elektrodenmaterial erzeugten Strom zusammenführen und ausgeben, was zur Senkung des Innenwiderstands von Lithium-Ionen beiträgt Batterien und Verbesserung der Coulomb-Effizienz, der Zyklenstabilität und der Multiplikatorleistung der Batterie. Stromkollektor für Lithium-Ionen-Batterien Grundsätzlich sollte der ideale Flüssigkeitskollektor für Lithium-Ionen-Batterien die folgenden Bedingungen erfüllen: (1) hohe Leitfähigkeit; (2) gute chemische und elektrochemische Stabilität; (3) hohe mechanische Festigkeit; (4) gute Verträglichkeit und Bindung mit der aktiven Elektrodensubstanz; (5) günstig und leicht zu bekommen; (6) geringes Gewicht. Zu den Materialien, die derzeit als Lithium-Ionen-Batteriekollektoren verwendet werden können, gehören Metallleitermaterialien wie Kupfer, Aluminium, Nickel und Edelstahl, Halbleitermaterialien wie Kohlenstoff und Verbundmaterialien. 2.1 Kupferkollektor Kupfer ist ein ausgezeichneter Metallleiter mit einer elektrischen Leitfähigkeit, die nur von Silber übertroffen wird, und bietet viele Vorteile wie reichlich vorhandene Ressourcen, günstige und einfache Beschaffung sowie gute Duktilität. Da Kupfer jedoch bei höheren Potentialen leicht oxidiert, wird es häufig als Kollektor für negativ aktive Substanzen wie Graphit, Silizium, Zinn und Kobalt-Zinn-Legierungen verwendet. Zu den gängigen Kupferkollektoren gehören Kupferfolien, Kupferschaum und Kupfernetze sowie dreidimensionale Kupfer-Nanoarray-Kollektoren. 2.2 Aluminiumkollektor Obwohl die Leitfähigkeit des Metalls Aluminium geringer ist als die von Kupfer, ist die Masse des Aluminiumdrahts bei gleicher Leistungsabgabe nur halb so groß wie die des Kupferdrahts, und es besteht kein Zweifel daran, dass die Verwendung eines Aluminiumkollektors dazu beiträgt eine Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien. Darüber hinaus ist Aluminium im Vergleich zu Kupfer günstiger. Während des Lade-/Entladevorgangs von Lithium-Ionen-Batterien bildet sich auf der Oberfläche des Aluminiumfolienkollektors ein dichter Oxidfilm, der die Korrosionsbeständigkeit der Aluminiumfolie verbessert und häufig als Kollektor für die positive Elektrode verwendet wird Lithium-Ionen-Batterien. 2.3 Nickelkollektor Im Vergleich dazu ist Nickel ein unedles Metall, relativ kostengünstig, hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und ist in sauren und alkalischen Lösungen stabiler, sodass Nickel sowohl als positive als auch negative Elektrodenkollektoren verwendet werden kann. Es ist sowohl mit positiven Wirkstoffen wie Lithiumeisenphosphat als auch mit negativen Wirkstoffen wie Nickeloxid, Schwefel sowie Kohlenstoff- und Siliziumkompositen abgestimmt. Es gibt normalerweise zwei Arten von Nickelkollektoren: Nickelschaum und Nickelfolie. 2.4 Kollektor aus Edelstahl Edelstahl i...
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