[發明專利]一種多層薄膜、集流體、極片和電池

在審

• 申請號: 201910065703.5
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN111477876A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 桂宗彥;劉洋;鄭淼;荒井崇
• 申請（專利權）人: 東麗先端材料研究開發（中國）有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種多層薄膜，含有至少一層的絕緣層和至少一層的導電層，且所述導電層的可剝離度為5％以下。本發明所述的多層薄膜具有耐熱性、耐化學藥品性好、在受到擠壓、碰撞或穿刺等異常狀況時，不易產生毛刺，且質輕，能夠提高電池能量密度的效果。本發明還提供含有所述多層薄膜的集電體、極片和電池。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及一種多層薄膜，及含有此多層薄膜的集流體、極片和電池。

背景技術

鋰離子電池由于其高能量密度、高輸出功率、長循環壽命和環境友好等優點被廣泛應用于電動汽車以及消費類電子產品中。然而鋰離子電池在受到擠壓、碰撞或穿刺等異常情況時很容易發生著火、爆炸，從而引起嚴重安全事故。因此鋰離子電池的安全問題很大程度地限制了鋰離子電池的應用發展。

鋰離子電池主要材料包括：正極、負極、隔膜、電解液。其中正極包括正極活性物質和承載正極活性物質的集流體，負極包括負極活性物質和承載負極活性物質的集流體。正極以及負極的活性物質是鋰離子電池電量的來源，而集流體則用于收集電流并與外電路聯接。

鋰離子電池充電時，鋰離子從正極脫出穿過隔膜嵌入負極，同時電子通過正極集流體經由外電路到達負極集流體，從而進入負極活性物質與鋰離子結合。放電時相反，鋰離子從負極脫出穿過隔膜嵌入正極，同時電子通過負極集流體經由外電路到達正極集流體，從而進入正極活性物質與鋰離子結合。

現有技術普遍采用鋁箔作為正極集流體，銅箔作為負極集流體。由于電動汽車以及消費類電子產品的不斷更新發展，對于電動車的續航里程以及消費類電子產品的待機時間的要求不斷提高，因此對鋰離子電池能量密度的要求也越來越高。如果能夠降低集流體的厚度及重量，對于提高鋰離子電池的能量密度將有所幫助。

此外，由于鋰離子電池在受到擠壓、碰撞或穿刺等異常狀況時，傳統金屬箔集流體易產生毛刺，刺破正負極之間的隔膜，導致正負極接觸短路，從而產生大量的熱量，電池溫度上升。隨著電池溫度的上升，電解液、隔膜、正負極可能會分解，產生連鎖反應，最終有可能產生熱爆走，引起嚴重的安全問題。因此，為了改善鋰離子電池的安全性，避免集流體引發的電池短路危險，新型集流體的研究開發十分必要。

CN200410085527.5公開了一種由含有金屬層的聚合物膜形成的集流體，用于鋰離子電池。此種集流體能夠降低電池的重量，從而增加能量密度。但其使用熔點最低為80℃的聚合物膜，不利于當前高能量密度、高輸出功率環境下的使用安全性。且聚合物膜和金屬層之間的密著力不足，耐藥品性不足，也會產生安全性問題。

CN201820257473.3公開了一種集流體，包含絕緣層和導電層。使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、以及聚酰胺等聚合物作為絕緣層，這些聚合物的耐藥品性不足，和金屬層之間的密著力不足，使用該集流體的電池在高能量密度、高輸出功率環境下可能存在安全性問題，應用領域受到限制。

聚苯硫醚是一種耐藥品性、耐熱性優異的工程塑料，其金屬蒸鍍薄膜常被用在薄膜電容器中。JP2002-319533公開了一種以聚苯硫醚為基材的薄膜電容器。CN200510137497.2公開了一種集流體，包含聚合物層和覆蓋在聚合物層上的金屬層。該集流體可以選用聚苯硫醚作為其聚合物層。但是聚苯硫醚同樣存在和金屬層之間的密著力不足的問題。

為此，尚需要一種耐熱性、耐化學藥品性好、在受到擠壓、碰撞或穿刺等異常狀況時，不易產生毛刺，且質輕，能夠提高電池能量密度的集流體。

發明內容

本發明提供一種多層薄膜，具有耐熱性、耐化學藥品性好、在受到擠壓、碰撞或穿刺等異常狀況時，不易產生毛刺，且質輕，能夠提高電池能量密度的效果。

具體而言，本發明提供一種多層薄膜，含有至少一層的絕緣層和至少一層的導電層，且所述導電層的可剝離度為5％以下。