為了更好地了解鋰離子電池使用過程中的退化機制,包括隔膜和集流體在內(nèi)的所有組件都應當在實際情況下進行測試。在目前的商業(yè)鋰離子電池中,分別使用銅和鋁作為陽極和陰極的集流體。
電解銅箔和T2壓延銅箔的彈性模量分別約為70GPa和50GPa,制備工藝對材料的彈性模量有顯著影響,分析XRD銅箔的晶向結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),主要是因為電解銅箔中晶面占優(yōu),T2壓延銅箔中晶面占優(yōu),而晶面主導的彈性模量比晶面主導的大。
微拉伸試驗的應力-應變曲線有明顯的屈服點,且不同厚度的屈服點大小不同,銅箔的屈服強度宏觀上隨厚度的減小而增大,表現(xiàn)出“越薄越強”的趨勢。拉斷的銅箔表面可以看到滑移帶和零星的小裂紋,而T2壓延銅箔橫截面有明顯的韌窩,為韌性斷裂。
T2壓延銅箔的韌性高于電解銅箔,一般壓延銅箔的彎曲性能是普通電解銅箔的4倍,這是由于銅原子結(jié)構(gòu)的不同,T2壓延銅箔銅原子結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則層狀結(jié)晶,所以不易形成裂紋,銅箔材料彎曲性能較好;而電解銅箔在厚度方向上呈現(xiàn)出柱狀結(jié)晶組織,彎曲時易產(chǎn)生裂紋而斷裂。
在可靠性要求比較高的情況下,采用T2壓延銅箔比較好。目前鋰離子電池中集流體大量使用電解銅箔,隨著科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,特別是柔性鋰離子電池的出現(xiàn),T2壓延銅箔不失為集流體材料的一個良好的選擇。