구리 호일 리튬 이온 배터리의 음극 캐리어 및 집전체로 사용됩니다. 구리 호일의 두께는 리튬 배터리에서 중요한 역할을 하며, 리튬 배터리의 성능, 안전성 및 비용에 영향을 미칩니다.

1.1 질량 에너지 밀도

구리 호일은 배터리 전류 수집기 , 전기화학 반응 자체에는 관여하지 않습니다. 두께가 얇을수록 배터리 내 활물질(예: 흑연)의 비율이 높아집니다. 예를 들어, 구리 호일의 두께를 10μm에서 6μm로 줄이면 배터리 내 비활성 물질의 전체 질량이 약 40% 감소하고, 동일한 부피에 더 많은 활물질을 수용할 수 있습니다. 이론적으로 질량 에너지 밀도는 5~8% 증가할 수 있습니다.

1.2 부피 에너지 밀도

얇은 구리 호일의 두께 이점은 배터리 내부 비활성 물질의 부피 비율을 직접적으로 감소시킵니다. 예를 들어 18650 배터리를 예로 들면, 12μm 구리 호일에 비해 8μm 구리 호일을 사용하면 배터리 내부 공간 활용도가 약 3% 증가하고, 그에 따라 부피 에너지 밀도도 증가합니다.

얇은 구리박은 저항이 낮고, 대전류 충방전 시 전류 분포가 더 균일하여 국부적인 과열을 방지합니다. 예를 들어, 6μm 구리박을 사용한 배터리는 10C 방전 시 85%의 방전 용량 유지율을 유지하는 반면, 10μm 구리박을 사용한 배터리는 78%에 불과합니다. 특히 고출력 전력 배터리에서 얇은 구리박은 레이트 성능이 더욱 크게 향상됩니다.

3.2 리튬 덴드라이트 침투 위험

4.2 바늘 찔림 시험의 수행

구리박의 두께는 비용과 선형적으로 연관됩니다. 8μm 구리박의 단가는 약 120위안/kg이며, 4μm 구리박은 복잡한 생산 공정으로 인해 단가가 200위안/kg을 넘을 수 있습니다. 1GWh 전력 배터리를 예로 들면, 6μm 구리박을 사용하는 재료비는 10μm 구리박보다 약 80만 위안 더 높습니다.

얇은 구리박(<5μm)은 압연 과정에서 두께가 고르지 않게 되기 쉽기 때문에 롤러 정확도가 ±0.5μm에 도달해야 하며, 설비 투자는 기존 생산라인보다 50% 더 높습니다.

얇은 구리박에 활성 물질이 함유된 경우, 코팅 장력 관리 요건이 더욱 엄격해집니다. 장력 변동이 5N을 초과하면 극판에 주름이 생기고, 수율도 95%에서 85% 미만으로 떨어집니다.