O coletor de corrente é um dos componentes indispensáveis ​​das baterias de íon-lítio, que pode não apenas transportar o material ativo, mas também convergir e emitir a corrente gerada pelo material ativo do eletrodo, o que contribui para diminuir a resistência interna do íon-lítio baterias e melhorando a eficiência coulombiana da bateria, a estabilidade do ciclo e o desempenho do multiplicador.

 

Coletor de corrente de bateria de íon de lítio

 

Em princípio, o coletor de fluido de bateria de íon de lítio ideal deve atender às seguintes condições: (1) alta condutividade; (2) boa estabilidade química e eletroquímica; (3) alta resistência mecânica; (4) boa compatibilidade e ligação com a substância ativa do eletrodo; (5) barato e fácil de obter; (6) peso leve.

 

Atualmente, os materiais que podem ser usados ​​como coletores de baterias de íons de lítio incluem materiais condutores metálicos, como cobre, alumínio, níquel e aço inoxidável, materiais semicondutores, como carbono, e materiais compósitos.

 

2.1 Coletor de cobre

O cobre é um excelente condutor metálico com condutividade elétrica perdendo apenas para a prata, e tem muitas vantagens, como recursos abundantes, barato e fácil de obter, e boa ductilidade. Porém, considerando que o cobre é fácil de ser oxidado em potenciais mais elevados, ele é frequentemente utilizado como coletor de substâncias negativamente ativas, como grafite, silício, estanho e ligas de cobalto-estanho. Coletores de cobre comuns incluem folhas de cobre, espuma de cobre e malha de cobre e coletores tridimensionais de nanomatrizes de cobre.

 

2.2 Coletor de Alumínio

Embora a condutividade do metal alumínio seja inferior à do cobre, a massa do fio de alumínio é apenas metade da do fio de cobre ao fornecer a mesma quantidade de energia, e não há dúvida de que o uso de um coletor de alumínio contribui para um aumento na densidade de energia das baterias de íon-lítio. Além disso, comparado ao cobre, o alumínio é mais acessível. Durante o processo de carga/descarga de baterias de íon de lítio, um filme denso de óxido é formado na superfície do coletor de folha de alumínio, o que melhora a resistência à corrosão da folha de alumínio, e é frequentemente usado como coletor para o eletrodo positivo em baterias de íon de lítio.

 

2.3 Coletor de níquel

Comparativamente falando, o níquel é um metal básico, relativamente barato, tem boa condutividade elétrica e é mais estável em soluções ácidas e alcalinas, de modo que o níquel pode ser usado como coletor de eletrodos positivos e negativos. É combinado com substâncias ativas positivas, como fosfato de ferro-lítio, e substâncias ativas negativas, como óxido de níquel, enxofre e compósitos de carbono e silício. O formato do coletor de níquel é geralmente de dois tipos: espuma de níquel e folha de níquel.

 

2.4 Coletor de aço inoxidável

O aço inoxidável é uma liga de aço que contém elementos como níquel, molibdênio, titânio, nióbio, cobre, ferro, etc. Possui boa condutividade elétrica e estabilidade e pode resistir ao ataque químico de meios corrosivos fracos, como ar, vapor, água e meios corrosivos fortes, como ácidos, álcalis, sal, etc. A superfície do aço inoxidável também é fácil de formar uma película de passivação para proteger sua superfície da corrosão. A superfície do aço inoxidável também é fácil de formar uma película de passivação, que pode proteger sua superfície da corrosão, enquanto o aço inoxidável pode ser processado mais fino que o cobre, com as vantagens de baixo custo, processo simples e produção em massa. O aço inoxidável pode ser usado como coletor de eletrodo positivo ou negativo, o coletor de aço inoxidável comum possui malha de aço inoxidável e dois tipos de aço inoxidável poroso.

 

2.5 Coletor de fluido de carbono

O material de carbono como coletor de fluido de eletrodo positivo ou negativo pode evitar a corrosão eletrolítica do coletor de metal e tem as vantagens de recursos abundantes, fácil processamento, baixa resistividade, nenhum dano ao meio ambiente, baixo preço e assim por diante.

 

Pano de fibra de carbono pode ser usado como coletor de fluido de bateria flexível de íon de lítio com sua própria boa flexibilidade, condutividade e estabilidade eletroquímica. Os nanotubos de carbono são outra forma de coletor de carbono, em comparação com os coletores de metal, sua vantagem óbvia é o peso leve e pode aumentar significativamente a densidade de energia da bateria.

 

2.6 Coletor de fluido composto

Além do coletor único, como coletor de cobre, coletor de alumínio, coletor de níquel, coletor de aço inoxidável e coletor de carbono, etc., têm sido amplamente preocupados, nos últimos anos, o coletor composto também despertou o interesse de pesquisa de estudiosos, como o resina condutora, folha de alumínio revestida de carbono e liga com memória de forma de titânio-níquel.

 

O coletor é uma das partes indispensáveis ​​e importantes da bateria de íons de lítio, que tem as múltiplas funções de transportar material ativo do eletrodo e coletar a corrente de saída. Coletores preparados por diferentes materiais e processos de produção têm propriedades diferentes e efeitos diferentes nas baterias de íon-lítio.

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