锂离子电池关键组件的选型与应用-【浩博电池】

锂离子电池作为现代高效能储能设备的典型代表，已经在电动汽车、消费电子产品和储能系统等多个领域得到了广泛应用。锂离子电池的性能与可靠性在很大程度上依赖于其内部关键组件的选择，其中壳体、集流体和极耳具有至关重要的作用。

● 锂离子电池壳体

锂离子电池的外壳可根据材料分为钢壳、铝壳和铝塑复合膜。钢壳具有优良的抗压能力和不易变形的特性，适合制造体积较大的电池，因此早期的圆柱形和方形锂离子电池多采用钢壳。

然而，钢壳电池的质量比能量较低，因而不适合用作薄型电池或小型电子设备（如蓝牙耳机）中的电池。

铝壳则是由铝合金材料冲压而成，具有轻量化和较高的质量比能量，但由于铝材的强度限制，铝壳不适合用于大容量电池。

近年来，软包装锂离子电池逐渐采用铝塑复合膜，这是一个发展趋势。铝塑复合膜制备的电池具有更大的体积和灵活性，可以制造不同形状的电池。

其内层通常是黏结剂层，常用聚乙烯或聚丙烯材料；中间层为铝箔；外层则是保护层，通常采用高熔点的聚酯或尼龙材料。

目前，动力锂离子电池组的外壳也开始使用PA66、ABS或PP塑料作为壳体材料。

● 锂离子电池集流体

集流体的主要功能包括承载电极活性物质、汇集并输出活性物质产生的电流，以及将电流传递给活性物质。集流体需具备高纯度、高电导率、优良的化学和电化学稳定性、较高的机械强度，并与电极活性物质良好结合。

在锂电池中，集流体通常使用铜箔和铝箔。由于铜箔在较高电位下易被氧化，它主要作为负极的集流体，厚度一般在6到12微米之间。而铝箔则因其在低电位下的腐蚀倾向，主要用作正极集流体，其厚度通常为10至16微米。

不纯的集流体可能导致表面氧化膜的不均匀性，从而引发点腐蚀，甚至形成LiAl合金。

铜和铝的表面都能形成氧化膜：铜的氧化层为半导体，能够导通电子，但氧化层过厚会导致较大的阻抗；而铝的氧化层是绝缘体，无法导电，但在氧化层较薄时，电子可以通过隧道效应实现导电，若氧化层过厚则导电性极差。

因此，在使用之前，对集流体进行表面清洗，以去除油污和氧化层是非常重要的。

● 锂离子电池极耳

极耳是锂离子电池电芯中将正负极连接到外部电路的金属导电体。通常，正极使用铝条，而负极则采用镍条或铜镀镍条。极耳需要具备良好的焊接性。

作为电池内部与外部电路连接的重要桥梁，极耳实现了电流的输入与输出。它对电池的内阻和充放电性能有显著影响。合理设计的极耳可以有效降低电阻，从而提升电池的功率特性。

● 结论

尽管锂离子电池的壳体、集流体和极耳在整体结构中所占的比例较小，但它们的选型和设计对电池的性能、安全性和使用寿命至关重要。

在实际应用中，需要根据具体的需求和技术标准，综合考虑多种因素，进行合理的选择和优化。这将有助于提升锂离子电池的整体性能和可靠性，以满足不断变化的市场需求。

锂离子电池关键组件的选型与应用