Trong pin lithium, lá nhôm được sử dụng cho điện cực dương và lá đồng được sử dụng cho điện cực âm, chủ yếu là do các đặc tính vật lý và hóa học của chúng. Để đảm bảo sự ổn định của pin, độ tinh khiết của lá nhôm và lá đồng phải trên 98%. Vậy, tại sao chúng ta phải sử dụng lá nhôm cho điện cực dương của pin?
Các Nhà sản xuất’ Yêu cầu về Hiệu suất đối với Lá pin là gì?
Các nhà sản xuất pin đều hy vọng rằng pin có mật độ năng lượng cao, giảm trọng lượng và kéo dài tuổi thọ. Do đó, họ thường có các yêu cầu hiệu suất sau đối với pin:
| Tên Yêu cầu | Chi tiết |
| Độ dày | Độ dày mỏng nhất của lá pin đã đạt 8 micron và độ lệch độ dày phải nhỏ, thường trong khoảng ±4%, và một số nhà sản xuất pin yêu cầu trong khoảng ±2%. |
| Số lượng Bề mặt | Bề mặt không được phép có các lỗ thủng có đường kính >1 mm, các lỗ thủng từ 0,5-1 mm phải nhỏ hơn 3 m², và bề mặt tối không được có các đốm lồi hoặc đốm sáng. |
| Sức căng làm ướt bề mặt | Nói chung, người dùng yêu cầu sức căng làm ướt bề mặt từ 30-32dyn, nhưng một số vật liệu nhạy cảm yêu cầu giá trị dyne cao hơn. |
| Chất lượng Cắt cạnh | Chất lượng cạnh cắt phải cao, không có vết nứt và gờ. |
| Tính chất cơ học | Trong khi giảm độ dày, độ bền kéo của nó phải được tăng đồng thời; nếu không, khả năng chống mài mòn sẽ không đáp ứng các yêu cầu. Giới hạn của quá trình làm cứng nguội nhôm nguyên chất công nghiệp là 310 N/mm²’, và độ bền kéo của lá pin hiện tại chủ yếu nằm trong khoảng từ 190 đến 280 N/mm²’. |
Tóm lại, các nhà sản xuất pin thích chọn các vật liệu có độ dẫn điện mạnh và chi phí thấp. Trong số các kim loại thông thường, đồng và nhôm đáp ứng hai yêu cầu này, nhưng đồng đắt hơn nhôm, vì vậy đồng không được sử dụng khi có thể sử dụng nhôm. Điều này là do lá đồng dễ bị oxy hóa dưới điện cực dương và oxit đồng không dẫn điện. Do đó, chỉ có lá nhôm pin mới có thể được sử dụng cho điện cực dương.
Tại sao chọn Lá nhôm cho Pin?
Lá nhôm có độ dẫn điện tốt và mềm và rẻ. Đối với quá trình quấn của pin lithium, vật liệu cần có một mức độ mềm nhất định để đảm bảo rằng tấm cực không bị vỡ trong quá trình quấn. Lá nhôm tình cờ là một kim loại tương đối mềm, và nó tương đối rẻ và có nhiều tài nguyên.
Lá nhôm tương đối ổn định trong không khí. Nhôm phản ứng dễ dàng trong không khí, tạo thành một lớp màng oxit trên bề mặt của lá nhôm để ngăn chặn phản ứng tiếp theo của nhôm, và lớp màng oxit này cũng bảo vệ nhôm trong chất điện phân. Đồng tương đối ổn định trong không khí và về cơ bản không phản ứng trong không khí khô.
Điện thế dương và âm của pin lithium xác định rằng điện cực dương sử dụng lá nhôm và điện cực âm sử dụng lá đồng. Điện cực dương có điện thế cao, trong khi điện thế oxy hóa của nhôm cao. Ngoài ra, bề mặt của lá nhôm có một lớp màng oxit dày đặc, cũng có tác dụng bảo vệ tốt cho nhôm bên trong.
Tình trạng hiện tại của Thị trường Pin Lithium
Trong những năm gần đây, thị trường pin lithium đã phát triển nhanh chóng. Lá nhôm điện cực dương đã giảm từ 16 micron xuống 12 micron. Hiện nay, nhiều nhà sản xuất pin đã sử dụng lá nhôm 10 micron, và thậm chí là 8 micron. Vì pin lithium có yêu cầu cao về độ tinh khiết của lá nhôm và lá đồng, mật độ vật liệu của hai loại này về cơ bản ở cùng một mức. Khi độ dày giảm, trọng lượng của pin cũng ngày càng nhỏ hơn.
Ngoài độ dày, pin lithium còn có yêu cầu về chất lượng bề mặt của lá nhôm, yêu cầu chất lượng của cả hai mặt của lá nhôm phải tương tự nhau và lớp phủ phải đối xứng.