高安全性锂离子用电池负极集流体结构的研究进展

近年来,锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、长循环寿命和环境友好性,在便携电子设备、电动汽车和可再生能源存储系统等领域的广泛应用。随着对LIBs能量密度和使用环境要求的提高,电池安全性问题,尤其是热失控问题,成为了研究的热点。为了提高LIBs的安全性,研发人员探索了多种热管理技术:包括改进正极材料、负极材料、电解液和隔膜等关键材料;优化电极材料的混料、涂布、辊压、裁片等制备工艺;采用液冷、相变材料、热管等技术,以提高电池的热扩散能力和热稳定性。在某些情况下,锂金属负极可能会形成枝晶,这可能会穿透隔膜,引起短路,是LIBs安全性的一个重要问题。负极集流体的研究和开发是提高LIBs性能和安全性的关键领域。通过改进集流体的设计和材料,可以显著提高LIBs的安全性和性能。随着针对负极集流体新材料和技术的不断涌现,未来的LIBs有望实现更高的能量密度、更好的安全性和更长的使用寿命。基于此,本文总结了多种针对现目前负极集流体材料及结构设计的原理及其优缺点,以期提高对负极集流体材料和制备工艺的认知,同时明确复合集流体未来发展的策略,进一步优化负极集流体材料性能和制备工艺,为新型负极集流体的广泛应用做出前瞻性的铺垫。