对于集流体,除了其厚度重量对锂电池有影响外,集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。尤其是负极集流体,由于制备技术的缺陷,市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称,进而使两面负极容量不能均匀释放;同时,两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致,是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡,进而加快电池容量的衰减。
锂离子电池极片可看成一种复合材料,主要由以下几部分组成: (1)活性物质颗粒,嵌入或脱出锂离子,正极颗粒提供锂源,负极颗粒接受锂离子; (2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相),粘结剂连结活物质颗粒,涂层与集流体,导电剂导通电子; (3)孔隙,填满电解液,这是极片中锂离子传输的通道。
正极片包括一般采用铝箔制作的正极集流体和附着在正极集流体上、含有正极活 性物质的正极膜片。正极活性物质间以及正极活性物质与铝箔依靠粘结剂粘接在一起。由 于阴极活性物质自身的特性影响 ,譬如压实密度,而相对较低压实密度的正极材料(嬖如 磷酸铁锂,锰酸锂材料),因为自身较低的压实密度,导致正极活性材料即使在冷压之后其 颗粒与集流体之间接触仍然不好,导致循环变差倍率性能变差。
锂离子电池电芯主要由正极片、负极片、隔膜、电解液组成。正极通常由活性物质(如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)与导电剂(如乙炔黑、导电石墨、炉黑等)以及粘结剂(如聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶)等混合均匀,搅拌成糊状浆料,均匀地涂覆在铝箔的两侧,在氮气流下干燥以除去有机物分散剂,然后用辊压机压制成型,再按设计要求裁切成规定尺寸的极片。
锂离子电池在充放电过程中会由于脱嵌锂而发生结构膨胀或收缩。在对锂离子电池充电时,负极侧发生的是插层嵌锂(例如石墨负极、硬碳负极等)或合金化嵌锂(例如硅基负极、锂金属负极等)的过程,因此负极材料一般会随着嵌锂深度的增加而发生明显的体积膨胀,例如石墨负极一般会产生10~15%的体积膨胀,而硅基负极大可产生300%的体积膨胀。
正负极片处理过程中,需要人工拆解,剥离,采用破碎,筛分,研磨,除尘等组合工艺,对正负极片进行分离回收,包括铜,铝,石墨,黑粉稀有金属,分选回收率可达99%以上!