[發(fā)明專利]一種集流體，其極片和電化學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711269253.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109873166B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁成都;黃華鋒;黃起森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯思誠(chéng)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，具體地講，涉及一種集流體，其極片和電化學(xué)裝置。本申請(qǐng)的集流體包括絕緣層和導(dǎo)電層，絕緣層用于承載導(dǎo)電層，導(dǎo)電層用于承載電極活性材料層，且導(dǎo)電層位于絕緣層的至少一個(gè)表面上；絕緣層的密度小于導(dǎo)電層的密度；絕緣層的厚度為D1，D1滿足：1μm≤D1≤10μm，導(dǎo)電層的厚度為D2，D2滿足：200nm≤D2≤1.5μm；絕緣層的拉伸強(qiáng)度不小于150MPa；導(dǎo)電層的電阻率不大于8.0×10^?8Ω·m。本申請(qǐng)的集流體，可有效提高電池的重量能量密度，同時(shí)還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，保證集流體具有良好的循環(huán)性能和倍率性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，具體地講，涉及一種集流體，其極片和電化學(xué)裝置。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具備能量密度大、輸出功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。隨著鋰離子電池的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，大家對(duì)鋰離子電池的重量能量密度和體積能量密度的要求也越來越高。

為了得到質(zhì)量能量密度和體積能量密度較高的鋰離子電池，通常對(duì)鋰離子電池進(jìn)行如下改進(jìn)：(1)選擇放電比容量高的正極材料或負(fù)極材料；(2)優(yōu)化鋰離子電池的機(jī)械設(shè)計(jì)，使其體積最小化；(3)選擇高壓實(shí)密度的正極極片或負(fù)極極片；(4)對(duì)鋰離子電池的各部件進(jìn)行減重。

其中，對(duì)集流體的改進(jìn)通常是選擇重量較輕或厚度較小的集流體，例如可以采用打孔集流體或鍍有金屬層的塑料集流體等。

對(duì)于鍍有金屬層的塑料集流體來說，要得到導(dǎo)電性能好、重量輕、厚度小的集流體，還需要很多方面的改進(jìn)。

基于此，提出本申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本申請(qǐng)第一方面提出一種集流體，其兼具良好的導(dǎo)電性、重量能量密度和機(jī)械強(qiáng)度。該集流體包括絕緣層和導(dǎo)電層，所述絕緣層用于承載所述導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層用于承載電極活性材料層，且所述導(dǎo)電層位于所述絕緣層的至少一個(gè)表面上；

所述絕緣層的密度小于所述導(dǎo)電層的密度；絕緣層的厚度為D1，D1滿足：1μm≤D1≤10μm，所述導(dǎo)電層的厚度為D2，D2滿足：200nm≤D2≤1.5μm；

所述絕緣層的拉伸強(qiáng)度不小于150MPa；

所述導(dǎo)電層的電阻率不大于8.0×10^-8Ω·m。

本申請(qǐng)第二方面提出一種極片，包括本申請(qǐng)第一方面的集流體和形成于該集流體表面的電極活性材料層。

本申請(qǐng)第三面提出一種電化學(xué)裝置，包括正極極片、隔膜和負(fù)極極片，其中，正極極片和/或負(fù)極極片為本申請(qǐng)第二方面的極片。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：

本申請(qǐng)的集流體，相對(duì)于傳統(tǒng)集流體重量小，從而可以有效改善電池的重量能量密度，從而獲得一種輕質(zhì)集流體。本申請(qǐng)的輕質(zhì)集流體還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，從而保證該集流體良好的機(jī)械穩(wěn)定性、工作穩(wěn)定性和使用壽命，并且還具有良好的倍率性能。

本申請(qǐng)的極片和電化學(xué)裝置，既具有較高的重量能量密度，也同時(shí)具有良好的倍率性能、循環(huán)性能等電化學(xué)性能，同時(shí)具有優(yōu)異的工作穩(wěn)定性和使用壽命。

附圖說明

圖1為本申請(qǐng)某一具體實(shí)施方式的正極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)又一具體實(shí)施方式的正極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)某一具體實(shí)施方式的負(fù)極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)又一具體實(shí)施方式的負(fù)極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請(qǐng)又一具體實(shí)施方式的正極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；