El colector de corriente es uno de los componentes indispensables de las baterías de iones de litio, que no solo puede transportar el material activo, sino también converger y generar la corriente generada por el material activo del electrodo, lo que favorece la reducción de la resistencia interna de los iones de litio. baterías y mejorar la eficiencia Coulombic, la estabilidad del ciclo y el rendimiento del multiplicador de la batería.

 

Colector de corriente de batería de iones de litio

 

En principio, el colector de fluido ideal para baterías de iones de litio debe cumplir las siguientes condiciones: (1) alta conductividad; (2) buena estabilidad química y electroquímica; (3) alta resistencia mecánica; (4) buena compatibilidad y unión con la sustancia activa del electrodo; (5) barato y fácil de conseguir; (6) peso ligero.

 

Actualmente, los materiales que se pueden utilizar como colectores de baterías de iones de litio incluyen materiales conductores metálicos como cobre, aluminio, níquel y acero inoxidable, materiales semiconductores como el carbono y materiales compuestos.

 

2.1 Colector de cobre

El cobre es un excelente conductor metálico con una conductividad eléctrica superada solo por la plata y tiene muchas ventajas, como recursos abundantes, barato y fácil de obtener, y buena ductilidad. Sin embargo, teniendo en cuenta que el cobre se oxida fácilmente a potenciales más altos, a menudo se utiliza como colector de sustancias negativamente activas como el grafito, el silicio, el estaño y las aleaciones de cobalto y estaño. Los colectores de cobre comunes incluyen láminas de cobre, espuma de cobre y malla de cobre, y colectores tridimensionales de nanomatrices de cobre.

 

2.2 Colector de aluminio

Aunque la conductividad del metal aluminio es menor que la del cobre, la masa del alambre de aluminio es sólo la mitad que la del alambre de cobre cuando entrega la misma cantidad de energía, y no hay duda de que el uso de un colector de aluminio contribuye a un aumento en la densidad energética de las baterías de iones de litio. Además, en comparación con el cobre, el aluminio es más asequible. Durante el proceso de carga/descarga de las baterías de iones de litio, se forma una película densa de óxido en la superficie del colector de papel de aluminio, lo que mejora la resistencia a la corrosión del papel de aluminio y, a menudo, se utiliza como colector para el electrodo positivo en baterías de iones de litio.

 

2.3 Colector de níquel

Comparativamente hablando, el níquel es un metal base, relativamente económico, tiene buena conductividad eléctrica y es más estable en soluciones ácidas y alcalinas, por lo que el níquel puede usarse como colectores de electrodos tanto positivos como negativos. Se combina tanto con sustancias activas positivas como el fosfato de hierro y litio como con sustancias activas negativas como el óxido de níquel, el azufre y los compuestos de carbono y silicio. La forma del colector de níquel suele ser de dos tipos: espuma de níquel y lámina de níquel.

 

2.4 Colector de acero inoxidable

El acero inoxidable es un acero aleado que contiene elementos como níquel, molibdeno, titanio, niobio, cobre, hierro, etc. Tiene buena conductividad eléctrica y estabilidad, y puede resistir el ataque químico de medios corrosivos débiles como aire, vapor, agua. y medios corrosivos fuertes como ácido, álcali, sal, etc. La superficie del acero inoxidable también es fácil de formar una película de pasivación para proteger su superficie de la corrosión. La superficie del acero inoxidable también es fácil de formar una película de pasivación, que puede proteger su superficie de la corrosión, mientras que el acero inoxidable se puede procesar más delgado que el cobre, con las ventajas de bajo costo, proceso simple y producción en masa. El acero inoxidable se puede utilizar como colector de electrodo positivo o negativo, el colector de acero inoxidable común tiene dos tipos de malla de acero inoxidable y acero inoxidable poroso.

 

2.5 Colector de fluido carbónico

El material de carbono como colector de fluido del electrodo positivo o negativo puede evitar la corrosión del electrolito del colector de metal y tiene las ventajas de abundantes recursos, fácil procesamiento, baja resistividad, no daña el medio ambiente, bajo precio, etc.

 

La tela de fibra de carbono se puede utilizar como colector de fluidos de una batería flexible de iones de litio con su buena flexibilidad, conductividad y estabilidad electroquímica. Los nanotubos de carbono son otra forma de colector de carbono; en comparación con los colectores de metal, su ventaja obvia es su peso ligero y puede aumentar significativamente la densidad de energía de la batería.

 

2.6 Colector de fluido compuesto

Además de los colectores individuales, como los colectores de cobre, de aluminio, de níquel, de acero inoxidable y de carbón, etc., que han sido motivo de gran preocupación, en los últimos años, los colectores compuestos también han despertado el interés de investigación de los académicos, como los resina conductora, lámina de aluminio recubierta de carbono y aleación con memoria de forma de titanio-níquel.

 

El colector es una de las partes indispensables e importantes de la batería de iones de litio, que tiene las múltiples funciones de transportar material activo del electrodo y recolectar corriente de salida. Los colectores preparados con diferentes materiales y procesos de producción tienen diferentes propiedades y tienen diferentes efectos en las baterías de iones de litio.

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