リチウム電池におけるアルミ箔の用途、技術要件、および開発動向

リチウム電池におけるアルミ箔の応用

• リチウムイオン電池の正極集電体。 アルミ箔集電体 ex展示品同一条件下での銅箔と比較して、優れた電気化学的性能と形態学的構造安定性を示す。 リチウムイオン電池の正極集電体であるアルミ箔は、正極の電解液による腐食を効果的に抑制し、電池の分極挙動を安定化させる。

• リチウムイオン電池のソフトパック包装材のバリア層。 アルミ箔は、優れた水および酸素バリア性を備えています。物理的に、外部からの水や酸素が電池セル内部に侵入するのを効果的に防ぎます。さらに、金属材料であるアルミ箔は、冷間プレス加工の要件を満たす十分な伸びと引張強度を備えています。そのため、ソフトパック包装材のバリア層として非常に適しており、広く利用されています。                                                                                                                                                                                                                                                                           

• リチウムイオン電池におけるアルミ箔のその他の用途。 バッテリー重量を減らすために、一部の四角いリチウムイオン電池はステンレス鋼の代わりにアルミニウム製のシェルを使用しています。リチウムイオン電池のタブ電極は通常、厚さ0.1 mmのアルミニウム箔を使用し、空白部分は カーボンコーティングされたアルミホイル 電極の製造に一般的に使用されるほか、タブの溶接点として直接使用される。                                                                                                                                                                                                                                               

電池用アルミ箔の品質基準

電池箔の開発方向（アルミ箔の改質処理）

• 炭素コーティングされたアルミホイル。 表面炭素コーティングは、アルミニウム箔の主要な改質方法の一つです。炭素コーティングされたアルミニウム箔は、ナノメートルスケールの導電性グラファイトをアルミニウム箔と複合化することによって製造され、溶媒の種類に基づいて、水系（純水を分散媒として使用）と油系（例：NMP）の2種類に分類されます。この材料は、ロールツーロール蒸着などのコーティングプロセスによって、アルミニウム箔表面に両面導電性炭素層（厚さ約2 µm）を形成します。集電体の表面粗さを増加させ、正極／負極材料と集電体との接触抵抗を低減し、バインダーの使用を最小限に抑えながら活物質の密着性を向上させることで、アルミニウム箔の酸化腐食を防ぎ、電池の分極を低減し、セルパックの均一性を向上させます。
• 新しい複合アルミホイル。 従来の金属製集電体を軽量材料に置き換えることは、電池のエネルギー密度を高めるための重要な研究方向の一つです。このアプローチは、エネルギー密度の向上は材料の重量と密接に関係しているという事実に基づいています。集電体材料として用いられるアルミニウム箔や銅箔は密度が高いものの、充放電時に容量に寄与しません。ポリマーベースの複合金属集電体は、リチウムイオン電池の安全性とエネルギー密度の両方を向上させる上で大きな利点があります。現在用いられている複合アルミニウム箔は、一般的にポリエチレンテレフタレート（PET）などの基材にアルミニウムをコーティングした複合フィルムを用いた蒸着プロセスによって製造されています。