，一种采用“三明治”结构设计的集流体，其核心由聚合物高分子层（例如PET、PP或PI）构成，两面则覆盖金属导电层（例如Al或Cu）。在现行的工业生产中，复合铜箔集流体以4.5μm的OPP（聚丙烯）作为基材，通过磁控溅射技术在两侧各沉积50nm的铜层，随后在水环境中电镀以增加铜层至约1μm的厚度。而复合铝箔集流体则通常采用6μm的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）基材，并在其两面蒸镀1μm的铝层。图1展示了复合集流体的结构示意图。

　　复合集流体与传统集流体相比，展现出了一些显著的优势，尤其是在安全性和潜在的成本效益方面。

　　▌安全性：复合集流体的设计引入了中间的聚合物高分子层，这一层在短路等故障情况下可以迅速断裂或融化，有效地阻止了电流的进一步传导，从而保护了电池，避免了可能的火灾事故。这种安全特性是传统集流体所不具备的。

　　▌成本效益：在成本方面，复合集流体虽然当前的制造成本较高，但随着生产规模的扩大，预计成本将会降低。此外，复合集流体由于其轻质特性，有助于提高电池的质量能量密度，这对于制造轻便、高能效的电池产品至关重要。特别是复合铝箔集流体，其厚度仅为单一铝箔的一半，因此能够显著提升电池的体积能量密度，这对于电池的整体性能提升有着积极的影响。

　　尽管复合集流体在安全性和成本方面具有潜力，但其导电性能和导热性能的改善仍然是关键挑战。此外，复合集流体的制造工艺需要进一步优化，以确保产品的均匀性和一致性，从而提高其电学性能。随着技术的不断进步和成本的进一步降低，复合集流体有望在电池行业中发挥更重要的作用。

　　尽管复合集流体在电池行业中提供了许多潜在的优势，但它们也面临一些挑战和劣势，主要包括：

　　▌箔材穿孔：在磁控和蒸镀过程中，高温下的金属熔融物可能会飞溅，熔穿箔材形成通孔。

　　▌产能瓶颈：由于磁控和蒸镀的节拍限制，复合箔的单位设备效率不及传统箔材，这在产品放量时会成为一个明显的瓶颈。

　　▌电池内阻增大：复合箔的PET不导电，导电金属层厚度降低，买球的app导致电子电阻增大，同时引入的阻燃剂等介质也会增加电池的电阻。

　　▌制造工序增加：由于PET材料的引入，常规电池生产工艺无法直接应用，需要在极片制作过程中增加转接焊工序，这会增加电池的制造成本。

　　电池极片复合集流体在与传统集流体比较时，显示出较高的电阻率，这主要是由于以下几个因素：

　　▌材料选择：复合集流体采用多种材料复合的结构，这些材料可能不如传统集流体中单一材料的导电性能优秀。例如，聚合物高分子层（如PET、PP或PI）的导电性通常远低于金属（如Al或Cu），因此复合结构的整体电阻率会升高。

　　▌结构设计：为了提高集流体的机械强度或其他特性，复合集流体的设计可能更加复杂。这种设计可能会在材料中添加一些具有绝缘性质的成分，这些成分会增加电阻率。

　　▌制造工艺：复合集流体的制造工艺可能相对复杂，且难以保证每个部分的均匀性和一致性。这种不均匀性会导致电阻率的不一致分布，从而影响集流体的电学性能。

　　为了评估复合集流体的电学性能，我们设计了一个实验方案，使用极片电阻仪（图3（a）和3（b）），这是一种精密的测试设备，用于测量极片的电阻和其他电学参数。

　　力学性能测试方案概述：我们选取了尺寸一致的2cm×3cm的四种不同集流体样本，并确保它们被放置在相同的位置。采用了一种标准化的测试方法，即使用恒速下压的钢针来测定这些集流体的极限力学性质。以下是根据这一方案所得出的测试数据。

　　钢针穿透实验的测试结果表明，在相同的厚度条件下，复合铝箔集流体相较于传统的铝箔集流体展现出了显著的强度优势。与此同时，复合铜箔集流体的强度也略有增加，但与传统集流体相比，提升并不显著。

　　当前，复合集流体行业正处于从验证阶段向量产阶段的过渡时期。由于其卓越的特性，如高安全性、高能量密度、低成本、长寿命和良好的兼容性，对复合集流体的产业化需求正在不断增长。然而，我们也必须认识到，复合集流体的长期市场渗透将取决于工艺技术的改进和成本的降低。在导电性能方面，复合集流体在结合后可能会出现电子导电性能下降和导热性能下降的问题，这些问题会直接影响到电池的电性能。但从安全性的角度来看，复合集流体的力学强度得到了提高，有助于减少传统集流体可能存在的安全风险，从而在电池使用过程中提高了整体的安全性。

　　[1]汪茹,刘志康,严超,等.高安全锂离子电池复合集流体的界面强化[J].物理化学学报, 2023, 39(2):81-92.

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