[發(fā)明專利]一種超輕鋰離子電池集流體及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711340729.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN108336357A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許濤;王晨旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/70
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本發(fā)明公開了一種超輕鋰離子電池集流體，包括PET層，所述PET層的兩端分別卡接有U形的金屬薄片，位于兩端金屬薄片之間的PET層的兩側(cè)側(cè)面上鍍有上金屬層和下金屬層。本發(fā)明的鋰離子電池集流體由于采用了PET層作為基體層，且兩端的金屬薄處為U形結(jié)構(gòu)，從而大大了降低了集流體的重量和占比空間，從而能量密度提升；另外，由于在聚合物基底層的兩側(cè)面鍍有金屬層，從而在加工分切時(shí)不會(huì)產(chǎn)生毛刺，提升電池的安全性能；同時(shí)，本發(fā)明的集流體還具有與目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的集流體更加優(yōu)異的加工性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種超輕鋰離子電池集流體及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池由于其電壓高、壽命長(zhǎng)、比能量高等特點(diǎn)，自從上世紀(jì)末商品化以來，隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)的飛速發(fā)展，而得到了大規(guī)模的應(yīng)用。再加上近來年日益加重的能源及環(huán)境問題，使得鋰離子電池開始在汽車上作為動(dòng)力能源而廣泛得到應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)鋰離子電池提出了更高的要求，其中有兩點(diǎn)核心的要求是安全及能量密度。

傳統(tǒng)意義上，追求能量密度和安全往往是兩個(gè)矛盾的方向，能量密度越高，電池的安全性就會(huì)隨之降低。目前提供能量密度的方法是增加活性物質(zhì)（可嵌入、脫出鋰離子的化學(xué)物質(zhì)）的填充以及降低非活性物質(zhì)的重量及空間占比。其中降低非活性物質(zhì)的重量及空間占比，即進(jìn)行電池的減重，包括對(duì)電池的集流體、隔膜、蓋板、外殼、膠帶等等進(jìn)行減重設(shè)計(jì)。而提高安全性則需要電池額外增加更多非活性物質(zhì)或者結(jié)構(gòu)以求對(duì)電池的盡可能保護(hù)。

目前鋰離子電池集流體為純的鋁箔和銅箔，約占電池重量的8%，目前應(yīng)用最薄的鋁箔和銅箔為12μm和6μm，受到上游鋁箔和銅箔加工的影響，厚度已慢慢達(dá)到極限，不能滿足電池減重的進(jìn)一步要求。更為重要的一點(diǎn)是隨著鋰離子電池隔膜越來越薄，對(duì)于毛刺有要求，而目前的鋁箔和銅箔均存在分切時(shí)毛刺過大的問題，影響電池安全性能。

在公開的專利（CN 106654285 A）中，雖然集流體在能量密度上有提高，但是在實(shí)際的動(dòng)力電池生產(chǎn)中，需要將電池集流體和外端子焊接在一起。而該集流體由于中間存在PET層，其在和外端子焊接時(shí)，將存在極大的困難，使得難以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種超輕鋰離子電池集流體及其制備方法，減少其重量和占比空間，并提高其安全性能。

一種超輕鋰離子電池集流體，包括PET層，所述PET層的兩端分別卡接有U形的金屬薄片，位于兩端金屬薄片之間的PET層的兩側(cè)側(cè)面上鍍有上金屬層和下金屬層。

進(jìn)一步方案，所述PET層的厚度為4-10μm。

進(jìn)一步方案，所述的金屬層和金屬薄片的材質(zhì)相同，均為銅、鋁或鎳。

進(jìn)一步方案，所述的上金屬層或下金屬層的厚度為0.5~2μm。

進(jìn)一步方案，所述金屬薄片的厚度在4.5~15μm。

進(jìn)一步方案，所述的金屬薄片超出PET層端頭0.5~4cm。

本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述一種超輕鋰離子電池集流體的制備方法，其包括以下步驟：

（1）在PET層的端部的兩側(cè)面分別涂覆一層粘結(jié)劑層；

（2）將金屬薄片對(duì)折成U形結(jié)構(gòu)，將金屬薄片的兩端分別粘接在PET層的兩側(cè)面粘結(jié)劑層上，采用熱復(fù)合的方式，將PET層與金屬薄片復(fù)合在一起；

（3）在位于兩端金屬薄片之間的PET層的兩側(cè)側(cè)面上鍍上金屬層。

在鍍金屬層時(shí)，在金屬薄片與PET層連接處也會(huì)鍍上金屬層，使金屬層與金屬薄片存在重合區(qū)域，重合區(qū)域?qū)挾仍?.5~2cm。