涂碳铜铝箔是一种经过特殊工艺处理的金属复合材料,主要用于锂离子电池的集流体领域。其核心结构是在铜箔或铝箔基材表面均匀涂覆一层高导电碳材料(碳含量通常≥90%),通过物理或化学方式形成3-5μm的复合层。这种设计既保留了金属基材的高强度特性(抗拉强度≥200MPa),又通过碳层实现了电极活性物质与集流体之间更稳定的界面接触。
在电池应用中,涂碳层能显著降低界面阻抗(可减少30-50%),特别是对于硅基负极这类体积膨胀较大的材料,碳层的缓冲作用能有效抑制活性物质脱落。需要重点关注的是,其面密度控制在8-12g/㎡范围内,既能保证导电性,又不会过度增加电池重量。与普通箔材相比,涂碳处理可使电池循环寿命提升20%以上,这对新能源汽车电池包这类长寿命需求场景尤为重要。
生产工艺上,涂碳铜铝箔采用连续卷对卷涂布技术,通过精确控制浆料粘度(3000-5000cps)和烘烤温度(120-180℃)来确保碳层均匀性。目前主流产品规格包括8μm超薄铜箔(导电性≥5×10⁵S/m)和15μm铝箔,均能满足高能量密度电池对集流体薄型化的要求。特别是在高镍三元正极体系中,涂碳铝箔能有效缓解电解液对箔材的腐蚀问题。
随着固态电池技术的发展,这种材料的优势更加凸显。其表面多孔碳层(孔隙率40-60%)可为固态电解质提供良好的浸润界面,同时碳材料本身的化学稳定性(热分解温度>400℃)能提升电池安全性能。当前行业重点攻关方向是开发水性环保涂布工艺,以及优化碳纳米管/石墨烯复合涂层的配方设计,以进一步降低接触电阻(目标<1Ω·cm²)。