涂碳銅鋁箔是一種經(jīng)過特殊工藝處理的金屬復(fù)合材料,主要用于鋰離子電池的集流體領(lǐng)域。其核心結(jié)構(gòu)是在銅箔或鋁箔基材表面均勻涂覆一層高導(dǎo)電碳材料(碳含量通常≥90%),通過物理或化學(xué)方式形成3-5μm的復(fù)合層。這種設(shè)計(jì)既保留了金屬基材的高強(qiáng)度特性(抗拉強(qiáng)度≥200MPa),又通過碳層實(shí)現(xiàn)了電極活性物質(zhì)與集流體之間更穩(wěn)定的界面接觸。
在電池應(yīng)用中,涂碳層能顯著降低界面阻抗(可減少30-50%),特別是對于硅基負(fù)極這類體積膨脹較大的材料,碳層的緩沖作用能有效抑制活性物質(zhì)脫落。需要重點(diǎn)關(guān)注的是,其面密度控制在8-12g/㎡范圍內(nèi),既能保證導(dǎo)電性,又不會過度增加電池重量。與普通箔材相比,涂碳處理可使電池循環(huán)壽命提升20%以上,這對新能源汽車電池包這類長壽命需求場景尤為重要。
生產(chǎn)工藝上,涂碳銅鋁箔采用連續(xù)卷對卷涂布技術(shù),通過精確控制漿料粘度(3000-5000cps)和烘烤溫度(120-180℃)來確保碳層均勻性。目前主流產(chǎn)品規(guī)格包括8μm超薄銅箔(導(dǎo)電性≥5×10?S/m)和15μm鋁箔,均能滿足高能量密度電池對集流體薄型化的要求。特別是在高鎳三元正極體系中,涂碳鋁箔能有效緩解電解液對箔材的腐蝕問題。
隨著固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展,這種材料的優(yōu)勢更加凸顯。其表面多孔碳層(孔隙率40-60%)可為固態(tài)電解質(zhì)提供良好的浸潤界面,同時碳材料本身的化學(xué)穩(wěn)定性(熱分解溫度>400℃)能提升電池安全性能。當(dāng)前行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)方向是開發(fā)水性環(huán)保涂布工藝,以及優(yōu)化碳納米管/石墨烯復(fù)合涂層的配方設(shè)計(jì),以進(jìn)一步降低接觸電阻(目標(biāo)<1Ω·cm2)。