石化与新材料

锂离子电池用三维泡沫铜箔集流体的可控制备技术的研发

需求背景

   产品主要面向目前的电池制造企业，并希望通过与其他企业或产业研究院的合作研发，将三维泡沫铜集流体由实验室研发阶段扩大到产业化规模，并预计在规模化应用中获得更高的经济效益（降低集流体成本，提高单位面积储能销售利益）。市场竞争主要是目前的商用多孔铜箔，但是考虑到商用多孔铜箔的上述弊端，本产品与关键技术有望在三维集流体领域获得更高突破，实现真正的活性材料的三维装填，提高储能密度。

 

循环稳定性锂离子电池三元正极材料的研发面临以下主要技术难题：

1. 结构稳定性：随着循环次数的增加，三元正极材料的晶体结构可能发生变化，导致容量衰减。因此，需要开发具有高结构稳定性的三元正极材料。

2. 界面稳定性：三元正极材料与电解液的界面稳定性对于电池的循环寿命具有重要影响。如果界面不稳定，可能会导致电池性能下降和寿命缩短。因此，需要开发具有高界面稳定性的三元正极材料。

3. 形貌控制：三元正极材料的形貌对于电池的电化学性能和循环稳定性具有重要影响。因此，需要开发具有合适形貌的三元正极材料，以改善电池的性能和循环稳定性。

4. 反应机理研究：三元正极材料在充放电过程中会经历一系列复杂的化学反应，这些反应会影响材料的结构和性能。因此，需要深入研究反应机理，以便更好地设计和控制三元正极材料的性能。

技术目标：

①NIPs法技术成熟，并引入到泡沫金属膜领域，可控制备不同宏观尺寸的泡沫金属铜箔；

②相比于商用多孔铜箔，预计生产成本降低15%～20%，且制备方法简单、使用大型设备少；

③三维泡沫铜集流体孔径、孔隙率、厚度等可调，可满足企业生产中不同电极材料的装填与涂覆；

④具有高强度、优异的弯曲疲劳性能等优势，可实现柔性、高密度储能应用。