foglio di rame Viene utilizzato come portatore dell'elettrodo negativo e collettore di corrente nelle batterie agli ioni di litio. Lo spessore del foglio di rame gioca un ruolo fondamentale nelle batterie al litio e ne influenza le prestazioni, la sicurezza e il costo.

1.1 Densità di massa ed energia

Lamina di rame, come un batteria collettore di corrente , non partecipa direttamente alla reazione elettrochimica. Più sottile è il suo spessore, maggiore è la percentuale di materiali attivi (come la grafite) nella batteria. Ad esempio, riducendo lo spessore di una lamina di rame da 10 μm a 6 μm si ridurrà la massa complessiva di materiali inattivi nella batteria di circa il 40%, consentendo di ospitare più materiali attivi nello stesso volume. Teoricamente, la densità di massa energetica può essere aumentata del 5%-8%.

1.2 Densità di energia del volume

Il vantaggio in termini di spessore di un foglio di rame sottile riduce direttamente la percentuale di volume dei materiali inattivi all'interno della batteria. Prendendo ad esempio le batterie 18650, l'utilizzo di un foglio di rame da 8 μm rispetto a uno da 12 μm può aumentare l'utilizzo dello spazio interno della batteria di circa il 3%, con conseguente aumento della densità energetica del volume.

Un foglio di rame sottile offre una resistenza inferiore e la distribuzione della corrente è più uniforme durante le cariche e le scariche ad alta corrente, evitando il surriscaldamento locale. Ad esempio, una batteria con un foglio di rame da 6 μm può mantenere una capacità di ritenzione di scarica dell'85% a una corrente di 10 °C, mentre una batteria con un foglio di rame da 10 μm raggiunge solo il 78%. Soprattutto nelle batterie ad alta potenza, il foglio di rame sottile offre un miglioramento più significativo delle prestazioni di scarica.

3.2 Rischio di penetrazione dei dendriti di litio

4.2 Esecuzione del test di puntura dell'ago

Lo spessore del foglio di rame è linearmente correlato al costo: il prezzo unitario di un foglio di rame da 8 μm è di circa 120 yuan/kg, mentre quello di un foglio di rame da 4 μm può superare i 200 yuan/kg a causa del complesso processo produttivo. Prendendo ad esempio una batteria da 1 GWh, il costo del materiale per l'utilizzo di un foglio di rame da 6 μm è di circa 800.000 yuan superiore a quello di un foglio di rame da 10 μm.

La lamina di rame sottile (<5μm) tende a presentare uno spessore non uniforme durante la laminazione, richiedendo una precisione del rullo pari a ±0,5μm e un investimento in attrezzature superiore del 50% rispetto alle linee di produzione convenzionali.

Quando i principi attivi sono trasportati da un sottile foglio di rame, i requisiti di controllo della tensione del rivestimento sono più rigorosi. Le fluttuazioni di tensione superiori a 5 N causeranno la formazione di grinze nell'espansione polare e il tasso di rendimento scenderà dal 95% a meno dell'85%.