高能量密度的锂离子电池（LIBs）是当代社会的关键研发重点之一[1,2]。更高的能量密度意味着更轻的电源即可提供等量的能量，从而有助于提高储能系统的便携性和经济效率。因此，LIBs的能量密度在其发展历程中呈现出持续上升的趋势[3,4]。近年来，出现了许多旨在提高电池能量密度的新材料、工艺和技术[[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]]。在这些进步中，复合铜箔是一种新型的电池集流体材料。通常，这类结构材料使用聚合物薄膜（如PET、PP或PI）作为基底。首先通过真空溅射技术在基底表面沉积纳米级金属导电层，然后在水介质中电镀或其他增厚工艺将铜层生长到微米级别，最终形成“金属-聚合物-金属”三明治结构。目前主流复合铜箔的聚合物层厚度约为4 μm，上下铜层各为1至2 μm，总厚度为6至8 μm。以PET为例，聚合物材料的密度为1.38-1.40 g/cm³，而铜的密度为8.96 g/cm³。因此，使用复合铜箔不仅减少了电池的整体重量，提高了其能量密度，还降低了铜的消耗。鉴于铜价的持续上涨，这有效降低了阳极箔的成本[16,17]。因此，用复合铜箔优化传统的纯铜箔集流体对于阳极具有重要意义。
然而，目前量产的锂离子电池的能量密度基本稳定在400 Wh/kg以下[18,19]。这是因为随着能量密度的增加，电池性能急剧下降，主要表现为可逆锂损失的加速，导致电池容量迅速降至初始值的80%以下[[20], [21], [22]]。此外，由于阳极中高硅碳含量导致的过度膨胀以及其他相关问题，阻碍了高比能量电池的进一步应用[[23], [24], [25], [26], [27]]。因此，优化400 Wh/kg高比能量电池系统的设计策略以显著延长其循环寿命并减少膨胀对于加速400 Wh/kg高能量密度电池的商业化至关重要[28,29]。
在这项工作中，我们基于能量密度高达400 Wh/kg的电池系统，通过将原有的4.5 μm纯铜箔替换为0.85/4.5/0.85（铜箔/PET/铜箔厚度，单位μm）和0.4/4.5/0.4（铜箔/PET/铜箔厚度，单位μm）配置的复合铜箔来调整设计。研究了这种设计调整对电池性能提升的积极作用，并讨论了由此产生的问题。
