當前鋰離子電池的集流體普遍采用Al箔和Cu箔，正負極活性物質通過涂布工藝在集流體的表面形成二維膜，集流體與活性物質膜之間只是通過有限的界面接觸，因此接觸阻抗較大，容易成為鋰離子電池倍率性能的限制因素。

集流體是鋰離子(zi)(zi)電池內部重要的(de)組成(cheng)部分，正負極活性(xing)物(wu)(wu)質中(zhong)(zhong)的(de)電子(zi)(zi)通過集流體進入到外(wai)電路，并最終(zhong)返回到另一側的(de)活性(xing)物(wu)(wu)質之中(zhong)(zhong)。目前商(shang)業鋰離子(zi)(zi)電池普(pu)遍采用的(de)集流體為Al箔(bo)和(he)Cu箔(bo)，正負極活性(xing)物(wu)(wu)質通過涂布工藝(yi)在集流體的(de)表面(mian)形成(cheng)二維(wei)膜，集流體與活性(xing)物(wu)(wu)質膜之間(jian)只是通過有限的(de)界面(mian)接(jie)觸，因此接(jie)觸阻抗較大，容易(yi)成(cheng)為鋰離子(zi)(zi)電池倍率性(xing)能(neng)的(de)限制因素。

增(zeng)加(jia)接(jie)觸(chu)面積(ji)是降低活(huo)性物質與(yu)集流(liu)體之間接(jie)觸(chu)電(dian)阻的(de)(de)最為(wei)(wei)有效的(de)(de)方法，采用(yong)(yong)泡沫Al和泡沫Cu作為(wei)(wei)集流(liu)體，可以有效增(zeng)加(jia)了(le)活(huo)性物質與(yu)集流(liu)體之間的(de)(de)接(jie)觸(chu)面積(ji)，從(cong)而能將鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)涂布量(liang)提高(gao)到創紀錄的(de)(de)16.7mAh/cm2(138mg/cm2，普(pu)通高(gao)比能電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)兩(liang)倍)，鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)體積(ji)能量(liang)密度提升達到22%，同時該電(dian)極結構還改善了(le)鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)熱(re)穩定性，在外(wai)短(duan)路和擠壓(ya)測試中采用(yong)(yong)該結構的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)產生的(de)(de)最高(gao)溫度僅為(wei)(wei)普(pu)通電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)25%。

泡(pao)沫(mo)Al和泡(pao)沫(mo)Cu集流體，泡(pao)沫(mo)Al的厚(hou)度為(wei)(wei)1mm，孔隙(xi)率(lv)為(wei)(wei)95%，孔密度為(wei)(wei)45PPI(每(mei)英寸(cun)孔的數量)，泡(pao)沫(mo)Cu的厚(hou)度也為(wei)(wei)1mm，孔隙(xi)率(lv)為(wei)(wei)94%，孔密度為(wei)(wei)105PPI。將鋰離子電池漿料填充在這些微孔之中，并在80℃下干(gan)燥24h，然后采(cai)用輥(gun)壓工藝將上述(shu)電極(ji)碾壓到600um，其(qi)中正極(ji)采(cai)用LiCoO2作為(wei)(wei)活性物質，負極(ji)采(cai)用石墨作為(wei)(wei)活性物質。

在0.38mA/cm2的(de)電(dian)流密度下，單位面(mian)積(ji)的(de)可逆容量(liang)達到(dao)16.7mAh/cm2，是普通高(gao)比(bi)能鋰離(li)子電(dian)池的(de)兩倍左右。但是電(dian)極(ji)的(de)容量(liang)隨著倍率增加衰降較快，當放電(dian)電(dian)流提高(gao)到(dao)1.88mA/cm2后，電(dian)極(ji)的(de)單位面(mian)積(ji)容量(liang)就下降到(dao)了5mAh/cm2。

泡沫集流體(ti)(ti)(ti)的(de)優勢不僅(jin)僅(jin)體(ti)(ti)(ti)現在(zai)提升(sheng)體(ti)(ti)(ti)積能量密度(du)上，泡沫集流體(ti)(ti)(ti)的(de)結構特點(dian)使得鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)安全性得到了大(da)幅(fu)提升(sheng)，根據測(ce)試(shi)(shi)采用泡沫集流體(ti)(ti)(ti)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)外(wai)短(duan)(duan)路試(shi)(shi)驗中(zhong)，開始3s的(de)電(dian)(dian)(dian)流僅(jin)為普通商業(ye)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)38%，在(zai)隨后的(de)5min里更是下(xia)降(jiang)到了普通商業(ye)鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)14%，短(duan)(duan)路電(dian)(dian)(dian)流的(de)下(xia)降(jiang)也帶來了產(chan)熱的(de)降(jiang)低，在(zai)整個外(wai)短(duan)(duan)路試(shi)(shi)驗中(zhong)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)最高(gao)溫度(du)僅(jin)為普通商業(ye)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)25%。

Al的密(mi)(mi)度(du)較輕，因(yin)此在微(wei)孔密(mi)(mi)度(du)45PPI時(shi)金屬Al所(suo)占(zhan)正(zheng)極(ji)的比(bi)重僅為(wei)8%，但是微(wei)孔密(mi)(mi)度(du)為(wei)105PPI的泡(pao)沫Cu卻占(zhan)到了負(fu)極(ji)重量(liang)的38%以(yi)上，因(yin)此在實際應(ying)用中可以(yi)適(shi)當降低泡(pao)沫Cu的微(wei)孔密(mi)(mi)度(du)和(he)厚度(du)，以(yi)提重量(liang)能量(liang)密(mi)(mi)度(du)。

采用泡沫(mo)Al、泡沫(mo)Cu作為鋰離(li)子(zi)電(dian)池的(de)集流體(ti)主要(yao)優(you)勢體(ti)現(xian)在(zai)高(gao)(gao)負載量上，達到了138mg/cm2，是普通Al箔、Cu箔集流體(ti)的(de)負載量的(de)兩倍以上，因此在(zai)體(ti)積能量密度上就體(ti)現(xian)出(chu)了非常大的(de)優(you)勢，比(bi)普通商(shang)業鋰離(li)子(zi)電(dian)池高(gao)(gao)出(chu)22%，但(dan)是由于(yu)泡沫(mo)Cu的(de)重(zhong)量比(bi)較(jiao)大因此在(zai)重(zhong)量能量密度上，采用泡沫(mo)集流體(ti)的(de)電(dian)池要(yao)比(bi)普通商(shang)業鋰離(li)子(zi)電(dian)池低(di)11%左右。因此總的(de)來看，泡沫(mo)Al、Cu集流體(ti)更加適合應用在(zai)一些對于(yu)鋰離(li)子(zi)電(dian)池充放電(dian)倍率要(yao)求不高(gao)(gao)，但(dan)是對鋰離(li)子(zi)電(dian)池體(ti)積限制(zhi)比(bi)較(jiao)大的(de)領(ling)域(yu)，例(li)如穿戴設備和微電(dian)子(zi)等領(ling)域(yu)。