编者按：为深入贯彻落实深圳市产业规划部署，助力战略性新兴产业集群和未来产业发展，鲲鹏资本聚焦新一代信息技术、新能源新材料等领域，对产业动态进行追踪简析，特推出《鲲鹏观察》专栏。今天发布第5期《电集流体的正负极材料选择原理浅析》。
锂电集流体概述
集流体是锂离子电池的核心组件，主要作用为保障电池的充放电循环。它通过涂覆工艺将粉状的活性物质连接为导电网络，是连接外部设备与活性材料的重要介质。为完成上述工作，集流体需具备高纯度、良好的导电率、稳定的化学与电化学性能，以及较高的机械强度等特性，才能与电极活性物质牢固结合，进而降低电池内阻，提高库伦效率、循环稳定性和倍率性能。
图1 电池结构及运行机制
图2 性能影响因素
锂电池集流体正极与负极材料分别为铝箔和铜箔，这一设计由电位适应性和制造匹配性等多重因素决定，本文将从以下三个方面解析集流体正、负极材料的选择原因。
(一) 电位适应性与化学稳定性
电极电位的差异，是决定集流体正、负极材料选择的核心因素。
在正极（电位通常为3-4V）环境中，铝箔表面会形成致密的氧化铝（Al₂O₃）绝缘层，尽管这层薄膜不导电，但纳米级的厚度使电子可通过量子隧穿效应实现传导，同时有效抑制集流体在高压下发生氧化腐蚀。而铜箔若用于正极，则会在高电位下持续氧化，导致集流体失效。
而在负极（电位通常为0.1-0.2V）环境中，情况则截然相反。铝箔在低电位下会与锂离子发生合金化反应，生成锂铝合金（LiAl），导致自身结构粉化。铜箔则不会与锂离子发生嵌锂反应，虽表面可能形成疏松氧化层，但只要严格控制表面氧化程度，就能避免阻抗增大，保障电池稳定工作。
图3 铜箔（左）与铝箔（右）示意图
(二) 工艺与性能适配性
在工艺性能方面，铜箔和铝箔分别展现出独特的优势。
导电性与机械性能：铜箔延展性优于铝箔，可轧制至6μm的更薄厚度，减轻电池重量；铝箔则机械强度更高，更适合正极活性物质的涂布工艺，能在涂覆过程中保持结构稳定。
界面兼容性：铝箔与正极材料（如LiCoO₂、LiFePO₄）粘结性良好，可确保活性物质牢固附着；而铜箔与石墨负极相容性更佳，能减少界面阻抗，提升电池效率。
(三) 其他关键因素
成本与密度：铝的密度（2.7g/cm³）低于铜（8.9g/cm³），既能减轻电池重量，又因铝资源成本更低，适合大规模应用。
热稳定性：铜箔导热性优，利于负极散热；而铝箔的耐高压氧化性更突出，能适合正极环境。
图4 耐热性能测试结果
锂电集流体未来展望
在锂电池材料体系中，铝箔因高压稳定成为正极集流体的首选，铜箔则凭借抗合金化特性成为负极集流体的必需选择，两者共同保障了电池的电化学性能与安全性。随着新能源产业的蓬勃发展，市场对锂电池的能量密度、安全性及成本控制等方面提出了更为严苛的要求，作为核心组件之一，锂电集流体的材料创新与技术升级始终是行业探索的焦点。
目前，行业内多家企业正加速研发复合集流体工艺，通过复合铜箔等工艺进一步提升锂电池安全性、降低材料成本，据了解，贝特瑞新能源技术研究院有限公司已申请复合集流体材料相关专利，该发明将有效避免活性物质转移导致的电池性能恶化问题。
2025年以来，复合集流体快速增长的产业化进程引起广泛关注，作为锂电新材料研发的重要方向之一，对锂电集流体材料的创新有望推动锂电产业上下游协同发展。未来，鲲鹏资本将充分发挥国有资本运作平台优势，助力新能源与新材料领域相关企业加快技术创新步伐，为新质生产力发展注入强劲动能。
资料来源：中金公司研究部，艾邦锂电网，雪球网，Advanced Materials
撰稿人：高增强
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