简单点说，电池集流体的选择遵循3个原则：导电性、成本、电化学原则，分别如下：

1、导电性原则，导电性越强越好；
2、成本，越低越好。常见金属中，铜和铝都是符合集流体材料的，铜比铝贵，能用铝就不用铜；
3、正极不能用铜箔，是因为在高电位下铜箔很容易被氧化，氧化铜是不导电的；负极不能用铝箔，是因为在低电位下铝箔和锂很容易形变锂铝合金。

 

特别要注意的是：只有负极是石墨或者硅碳体系，负极集流体采用铜箔；对于钠离子电池和钛酸锂电池，负极箔材都用铝箔，铝壳都带负电，降低壳体与卷芯短路的风险（卷芯最外圈是负极）。

 

详细一点的话，就稍微复杂点，有兴趣的同学可以继续看下面内容。

 

锂离子电池通常使用的正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔。集流体的主要作用就是导电。这与我们电线的材料类似也是用铜丝或者铝丝。因为导体依导电系数大小可排列为银→铜→金→铝→钨→镍→铁。

 

最好的肯定是银，但是贵金属元素毕竟稀有，而世界上铜和铝元素资源丰富，价格也相对便宜。在锂电池制备过程中，我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说，需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性，才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题，而金属材料中，铜铝箔是质地较软的金属。

另一方面，铜铝箔在空气中也相对比较稳定。铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应，在铝表面层生成一层致密的氧化膜，阻止铝的进一步反应，而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。铜在空气中本身比较稳定，在干燥的空气中基本不反应。

 

铜/镍表面氧化层属于半导体，电子导通；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但由于其很薄，通过隧道效应实现电子电导，若氧化层较厚，阻抗较大，导电性能差，甚至绝缘。

 

一般集流体在使用前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可除去厚氧化层。锂电池正负极电位决定正极用铝箔，负极用铜箔，而非反过来。正极电位高，铜/镍箔氧化层较疏松些，在高电位下很容易被氧化，而铝的氧化电位高，且铝箔表层有致密的氧化膜，对内部的铝也有较好的保护作用。

 

另外一点就是铝在低电位下与锂会发生合金化反应（例如负极为锂0 V或石墨0.2 V）因而被消耗。金属铝的晶格八面体空隙大小与Li 大小相近，极易与Li形成金属间隙化合物，Li 和Al不仅形成了化学式为LiAl的合金，还有可能形成了Li₃Al₂或 Li₄Al₃。

由于金属Al与Li 反应的高活泼性，使金属Al消耗了大量的Li，本身的结构和形态也遭到破坏，故不能作为锂离子电池负极的集流体；而Cu在电池充放电过程中，只有很少的嵌锂容量，并且保持了结构和电化学性能的稳定，可作为锂离子电池负极的集流体；但是若铜/镍表面大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂反应，Cu箔在3.75V时，极化电流开始显著增大，并且呈直线上升，氧化加剧，表明Cu在此电位下开始不稳定；而铝箔在整个极化电位区间，极化电流较小，并且恒定，没有观察到明显腐蚀现象的发生，保持了电化学性能的稳定。由于在锂离子电池正极电位区间，Al的嵌锂容量较小，并且能够保持电化学稳定，适合作锂离子电池的正极集流体。如果使用高电位负极（钛酸锂1.5 V）的话，集流体也是可以用铝箔的。

 

锂电用铜铝箔纯度要求：

 

为了保证集流体在电池内部稳定性，二者纯度都要求在98%以上。Al的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成 LiAl合金。

 

锂电用铜铝箔厚度要求：

 

随着近些年锂电迅猛发展，锂电池用集流体发展也很快。正极铝箔由前几年的16um降低到14um，再到 12um，现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔，甚至用到8um 。而负极用铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前 12um降低到10um，再到8um ，到目前有很大部分电池厂家量产用 6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。

 

由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，随着开发厚度的降低，其面密度也相应降低，电池的重量自然也是越来越小，符合我们对于锂电池的需求。

锂电用铜铝箔表面粗糙度要求:

 

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，使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。

 

总而言之，影响集流体的使用条件包括它的导电性、柔软性以及适用电位等因素。

 

这些知识，在电池厂商里，特别是技术人员眼中，是比较简单的，但是对很多非专业人士而言，还是较为神秘，这里做一个科普，希望对大家有所帮助。随便，给大家介绍一个在电池行业里已经深耕22年的老牌电池厂商，他们在电池制造工艺、技术等方面有着独特优势，也是我国内唯一一家集锂电池、镍氢电池、镍锌电池、锌离子电池和户外储能产品的研发、生产、销售于一体的电池制造企业，这就是倍特力电池有限公司（ BPI），公司成立于2002年，总部位于深圳市龙华区同富邨工业园；简称江西倍特力是其制造基地 ，位于江西省宜春经济技术开发区春顺路 999号。江西倍特力占地面积200亩，在宜春经济技术开发区连续四年进入全省工业园区行列，是江西省产业经济“十个千亿工程”园区、江西省十个生态工业园区试点单位和江西省省级现代服务业集聚区。如果有电池方面的需求，相信倍特力能满足！