锂离子电池集流体是其不可或缺的组成部分，其主要功能在于承载活性物质并汇集并输出电极活性物质产生的电流，从而降低锂离子电池的内阻，提高其库伦效率、循环稳定性和倍率性能。理想的集流体材料应具备高电导率、良好的化学与电化学稳定性、高强度、与电极活性物质的兼容性与结合力、低成本以及轻质特性。

然而，实际应用中，不同集流体材料存在一些局限性，无法完全满足上述多尺度需求。例如，铜在较高电位时易氧化，因此更适合用作负极集流体；而铝作为负极集流体时则面临严重的腐蚀问题，更适合用作正极集流体。

当前集流体的发展趋势主要在于轻薄化，以适应高能量密度锂离子电池的需求。在电化学稳定性方面，铝在特定电解液中表现出的电化学特性揭示了其与锂离子嵌入的机理差异与优势。铝的晶体结构特性使其能够更容易地与锂离子形成合金，从而实现较高的嵌锂容量。

在干燥环境下对模拟电池的拆解与观察发现，铝箔在嵌锂后会发生膨胀与破裂，而铜箔则表现出较少的表面形态变化，这表明铝的晶格在嵌锂过程中发生了明显改变。铝的电化学特性还包括在特定电压下形成的钝化层，主要由Al2O3和AlF3组成，这有助于提高铝集流体的电化学稳定性。

铝集流体的形貌主要分为箔材、蚀刻和涂层等形式，而铜集流体则因具有较好的电化学性能及较低的电化学稳定性而被广泛用作锂离子电池的阳极集流体。然而，过放电可能导致阳极电位升高，引起铜的溶解并形成枝晶，进而穿刺隔膜，影响电池性能。

铜和铝之外，还有其他集流体材料，如镍、钛、不锈钢、碳、聚合物复合材料等，以及网状、蚀刻阵列、泡沫、复合层等不同形态。目前，主流集流体材料仍然以铜箔和铝箔为主。

集流体的制备方法主要包括物理气相沉积（PVD）等技术。复合集流体通过在聚合物薄膜表面蒸镀金属层，有助于减轻集流体重量，提升能量密度，但可能对电池的倍率性能产生影响。铜复合集流体的制备方法通常包括真空磁控溅射与离子置换等步骤。PVD技术在半导体领域已较为成熟，离子置换技术与传统电镀方法在技术原理上相似，但药液成分更为简单，仅涉及铜一种重金属。

铝复合集流体的制备则主要依赖于蒸镀技术，由于铝的化学活性较高，因此不能采用电镀方式形成镀层，而必须采用蒸镀方法。综上所述，锂离子电池集流体的优化与创新对于提高电池性能具有重要意义，其制备技术与材料选择需综合考虑性能与成本等因素。