Lámina de cobre Se utiliza como portador de electrodo negativo y colector de corriente en baterías de iones de litio. El grosor de la lámina de cobre es fundamental en las baterías de litio y afecta su rendimiento, seguridad y coste.

1.1 Densidad de energía de masa

Lámina de cobre, como batería colector de corriente No participa en la reacción electroquímica. Cuanto menor sea su espesor, mayor será la proporción de materiales activos (como el grafito) en la batería. Por ejemplo, al reducir el espesor de la lámina de cobre de 10 μm a 6 μm, la masa total de materiales inactivos en la batería se reducirá en aproximadamente un 40 %, permitiendo alojar más materiales activos en el mismo volumen. En teoría, la densidad energética másica puede aumentarse entre un 5 % y un 8 %.

1.2 Densidad de energía volumétrica

La ventaja del grosor de la lámina de cobre delgada reduce directamente la proporción de volumen de materiales inactivos dentro de la batería. Por ejemplo, en las baterías 18650, el uso de una lámina de cobre de 8 μm, en comparación con una de 12 μm, puede aumentar la utilización del espacio interno de la batería en aproximadamente un 3 %, aumentando consecuentemente la densidad energética del volumen.

La lámina de cobre delgada presenta menor resistencia y la distribución de la corriente es más uniforme durante la carga y descarga con corrientes elevadas, lo que evita el sobrecalentamiento local. Por ejemplo, una batería con una lámina de cobre de 6 μm puede mantener una tasa de retención de la capacidad de descarga del 85 % a una tasa de 10 °C, mientras que una batería con una lámina de cobre de 10 μm solo la mantiene en el 78 %. Especialmente en baterías de alta potencia, la lámina de cobre delgada ofrece una mejora significativa en el rendimiento de la tasa de descarga.

3.2 Riesgo de penetración de dendritas de litio

4.2 Realización de la prueba de punción con aguja

El grosor de la lámina de cobre está directamente relacionado con el costo: el precio unitario de una lámina de cobre de 8 μm es de aproximadamente 120 yuanes/kg, y el de una lámina de cobre de 4 μm puede superar los 200 yuanes/kg debido a su complejo proceso de producción. Por ejemplo, una batería de 1 GWh tiene un costo de material de 6 μm aproximadamente 800.000 yuanes mayor que el de una lámina de cobre de 10 μm.

La lámina de cobre delgada (<5 μm) es propensa a tener un espesor desigual durante el laminado, lo que requiere que la precisión del rodillo alcance ±0,5 μm, y la inversión en equipos es un 50 % mayor que la de las líneas de producción convencionales.

Cuando una lámina delgada de cobre contiene sustancias activas, los requisitos de control de la tensión del recubrimiento son más estrictos. Las fluctuaciones de tensión superiores a 5 N provocarán arrugas en la pieza polar, lo que reducirá la tasa de rendimiento del 95 % a menos del 85 %.