[實用新型]一種鋰電池集流體

有效

• 申請號: 201820497140.8
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN208336379U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 來旭春
• 申請（專利權）人: 上海其鴻新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/80;H01M10/052
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本實用新型公開了一種鋰電池集流體，所述鋰電池集流體包括多孔金屬箔以及覆蓋在多孔金屬箔上下表面的具有電阻正溫度效應的材料層，所述多孔金屬箔為鋁箔、銅箔、涂炭鋁箔或涂炭銅箔，所述具有電阻正溫度效應的材料層由至少一種聚合物材料和至少一種導電材料組成，所述覆蓋在多孔金屬箔上下表面的具有電阻正溫度效應的材料層部分嵌入所述多孔金屬箔的孔內。該鋰電池集流體具有內部界面結合特性優異、與鋰電池正負極材料接觸電阻低、結合強度高的特點，可以有效地提高鋰電池的循環性能，同時還可以對鋰電池進行主動熱管理，有效防止鋰電池熱失控，從而提高鋰電池的安全性能。

技術領域

本實用新型涉及鋰電池領域，尤其涉及一種鋰電池集流體，特別是一種將具有電阻正溫度效應的材料層覆蓋在多孔金屬箔上下表面的鋰電池集流體及其制備方法。

背景技術

自從1990年索尼(Sony)將鋰電池商品化以來，鋰電池得到快速發展，其能量密度、循環壽命、安全性能有了顯著提高，占據的市場規模日益增加，預計2020年全球鋰離子電池市場規模將會超過2000億Wh，年均復合增長率接近25％。

但是隨著市場對鋰電池性能的要求越來越高，人們一直致力于提升和改變鋰電池的能量密度、循環壽命和安全問題。在電動汽車領域，鋰電池的能量密度影響到汽車的續航里程，循環壽命則會影響到汽車的使用壽命和后續維護，而安全性能成為了高能量密度電池大規模應用于電動汽車的主要障礙。

為了提升鋰電池的能量密度，人們開發了鎳鈷錳酸鋰三元正極材料，但是這類材料的安全性能欠佳；為了提升鋰電池的安全性能，人們也進行了許多努力和嘗試，例如外置式熱敏電阻、電解液穩定劑和防過充添加劑等，但是這些方法的效果有限；為了提升鋰電池的循環壽命，涂炭鋁箔成為近年來的研究熱點，但是涂炭鋁箔功能單一，對鋰電池的安全性能并無實質性的幫助。

因此，本領域技術人員致力于開發一種能兼顧高能量密度、良好的循環壽命和穩定的安全性能的技術方案，已有方案為將具有電阻正溫度效應的材料層覆蓋在金屬鋁箔或銅箔上下表面，但是具有電阻正溫度效應的材料層與金屬箔的界面結合狀況對鋰電池集流體性能影響明顯。本實用新型用多孔金屬箔替代常規金屬箔，可以顯著改善具有電阻正溫度效應的材料層與金屬箔的界面結合狀況，從而提升鋰電池的各項性能指標。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是如何解決具有電阻正溫度效應的材料層與金屬箔的界面結合狀況，從而使鋰電池的性能得到提升。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種將具有電阻正溫度效應的材料層覆蓋在多孔金屬箔上下表面的鋰電池集流體。具體技術方案如下：

一種鋰電池集流體，所述鋰電池集流體由多孔金屬箔及覆蓋在所述多孔金屬箔上下表面的具有電阻正溫度效應的材料層組成，所述具有電阻正溫度效應的材料層由至少一種結晶度性聚合物材料和至少一種導電材料組成，所述具有電阻正溫度效應的材料層嵌入所述多孔金屬箔的孔內。

進一步地，所述多孔金屬箔的厚度為1μm-25μm，所述具有電阻正溫度效應的材料層的厚度為0.1μm-10μm，所述鋰電池集流體的厚度為1μm-45μm。

進一步地，所述多孔金屬箔的孔隙度介于1％-80％之間，當孔隙率低于1％時，具有電阻正溫度效應的材料層與多孔金屬箔的界面結合狀況不理想；當孔隙率大于80％時，多孔金屬箔的金屬部分顯著減少，會增加集流體的內阻，并影響電流通過能力。

進一步地，所述多孔金屬箔可以通過化學蝕刻、酸洗、沖壓、激光打孔等得到。

進一步地，所述多孔金屬箔為鋁箔、銅箔、涂炭鋁箔或涂炭銅箔。

進一步地，所述結晶性聚合物材料的體積占所述具有電阻正溫度效應的材料層的50％-99％，所述導電材料的體積占所述具有電阻正溫度效應的材料層的1％-50％，所述導電材料粒徑分布范圍為0.001μm-10μm。