鉅大LARGE | 點擊量：1435次 | 2018年10月29日
解讀打孔銅箔動力電池應用命途
有人說，不少動力電池企業(yè)連6μm鋰電銅箔都用不好，打孔銅箔的市場化應用還太遠；也有人說，打孔銅箔是未來動力電池負極集流體應用的趨勢，能夠配合高能量密度的動力電池克服一些難題。
那么，打孔銅箔動力電池應用前景到底如何？
高工鋰電調(diào)研獲悉，目前打孔銅箔在國內(nèi)動力電池領域尚未實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫灾Z德股份為首的銅箔巨頭已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，并開始對部分客戶進行送樣測試。
日前，諾德股份副總裁陳郁弼在高工鋰電(2018)國際鋰電池關鍵材料技術創(chuàng)新峰會上表示：“目前箔材越來越輕量化，鋰電銅箔的材料厚度已經(jīng)從9um、8um走到6um。再往下走，5um、4um的性價比已經(jīng)不適合。要實現(xiàn)倍率的增加，充放電循環(huán)、連接性更優(yōu)等方面的提升，鋰電銅箔下面要走的路線就是打孔?！?/p>
需要正視的是，打孔銅箔對現(xiàn)在的動力電池企業(yè)來說，并不是必需品。目前動力電池企業(yè)依然使用的是NCM622或523體系的材料，并沒有導入打孔銅箔的需要，否則只是徒增成本，與“降本增效”的目的背道而馳。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
客觀來看，未來打孔銅箔在動力電池領域的應用機會主要集中在摻硅碳的高倍率高比能量動力電池和全固態(tài)鋰電池上。
以硅碳系動力電池為例，目前諸多動力電池企業(yè)難以大規(guī)模量產(chǎn)這款電池的主要原因是，硅碳負極首效較人造石墨低（硅碳負極首效在80%左右，石墨負極首效達90%以上），造成預嵌鋰難度高，電池容量快速衰減。
為了解決上述問題，有的企業(yè)選擇從補鋰設備著手，向負極極片直接噴涂金屬鋰粉，正在研發(fā)中；也有不少企業(yè)將希望寄托于集流體材料，打孔銅箔就是其中的一款材料。
一位長期致力于打孔銅箔鋁箔研究的業(yè)內(nèi)人士就向高工鋰電表示，打孔銅箔能夠助力動力電池企業(yè)解決上述問題。打孔銅箔在硅碳系動力電池中的應用能夠解決三個技術難點：
一是硅碳負極多次循環(huán)后的剝離問題。硅碳負極在充放電過程具有膨脹收縮效應，多次充放電之后，涂層材料與箔材之間的剝離現(xiàn)象加劇，內(nèi)阻急劇增大，從而影響壽命。采用多孔集流體，通過孔隙間的材料，在正負極極片涂層正反兩面材料形成“工”字型咬合狀態(tài)，極片脫落的概率可大幅度降低，利于動力電池循環(huán)壽命的增加。
二是硅碳負極預嵌鋰難題。預嵌鋰主要實現(xiàn)兩個目的，為了補償最初SEI所消耗的鋰源或者降低負極電位。但硅碳負極首效低卻導致鋰離子從正極運動到負極時，過量減少，而打孔銅箔可以克服預嵌鋰的均勻性、效率等問題。
三是離子傳輸通道問題。高倍率動力電池的開發(fā)，導電性問題早已通過材料本身、電芯設計、新型導電劑方面予以解決，但離子傳輸效率提高更加困難，有貫通空隙的集流體在這方面能夠提供一些助力。
在陳郁弼看來，目前在鋰電銅箔兩側(cè)進行負極材料涂布時，出現(xiàn)涂布厚度不一致問題，這就導致電池的活性物質(zhì)，即鋰離子利用效率下降，最終引起電池電容量下降。為了平衡能量密度與安全性之間的關系，動力電池企業(yè)給箔材進行打孔處理正是其中的一項解決方案。
正因為打孔銅箔對硅碳系動力電池性能有上述改善空間，這也成為電池企業(yè)對其保持較為開放態(tài)度的根本原因。
一位知情人士透露：“現(xiàn)在動力電池企業(yè)也是處于‘摸著石頭過河’的階段，對打孔銅箔有基礎性的了解，但具體孔隙率要達到什么標準才能既不斷箔又能切實提升動力電池性能，還在測試當中?！?/p>
所以，打孔銅箔未來的命運如何要看動力電池企業(yè)應用后的最終效果。
