[發明專利]一種集流體及含有該集流體的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010167919.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111276701B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 韓俊女;趙英杰
• 申請（專利權）人: 荊門市諾維英新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

本發明公開了一種集流體及含有該集流體的鋰離子電池，該集流體包括導電層、絕緣層和增強層；導電層為兩個，兩個導電層之間設有絕緣層，導電層和絕緣層之間還設有用于增強導電性的增強層；導電層、增強層、絕緣層之間采用真空電鍍或者電解電鍍復合；導電層采用金屬材料制成，且厚度為0.1～1μm；絕緣層采用有機聚合物絕緣材料制成，且厚度為2～8μm；增強層采用碳基導電材料、納米導電陶瓷材料中的至少一種制成，且厚度為0.1～1μm。本發明通過在兩個導電層之間設置絕緣層，并在導電層和絕緣層之間設置增強層，既在降低集流體重量的同時保證集流體的導電性，又能夠提高集流體的韌性，提高產品的一致性和安全性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種集流體及含有該集流體的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因具有能量密度大、輸出功率高、循環壽命長和環境污染小等優點，不僅被廣泛作為手機、筆記本電腦、數碼相機等便攜式電子設備的電源，還在電動工具、電動車等動力裝置領域具有良好的前景。鋰離子電池由正極、負極和電解質組成，其中電極極片是鋰離子電池電極的重要組成部分，電極極片中的集流體是電池正極或負極用于附著活性物質的基體金屬，用于在充電的時候將電流導入到活性物質上，放電的時候將活性物質的電流導出給負載。

現有的集流體普遍采用鋁箔材料或者銅箔材料制成，采用現有的鋁箔或銅箔材料可以滿足鋰離子電池的制造要求，但是還存在以下三點缺陷：第一，鋁箔或銅箔材料本身質量較大，作為集流體增加了鋰離子二次電池的重量；第二，鋁箔材料或者銅箔材料具有脆性及韌性低的特性，導致鋰離子電池正負極材料在生產過程的涂布、烘干、切片工藝流程中會發生斷裂、破邊、毛刺等不良現象，存在產品一致性差以及安全問題；第三，當電池遭受外部沖擊如針刺時，極易造成電池內部短路，從而引起電池著火、爆炸等安全事故。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種集流體，通過在兩個導電層之間設置絕緣層，并在導電層和絕緣層之間設置增強層，既在降低集流體重量的同時保證集流體的導電性，又能夠提高集流體的韌性，提高產品的一致性和安全性。

本發明的另一個目的是提供含有上述集流體的鋰離子電池。

本發明所采用的技術方案是，一種集流體，包括導電層、絕緣層和增強層；

所述導電層為兩個，兩個所述導電層之間設置有所述絕緣層，所述導電層和所述絕緣層之間還設置有用于增強導電性的所述增強層；所述導電層、所述增強層、所述絕緣層之間采用真空電鍍或者電解電鍍復合；

所述導電層的厚度為0.1～1μm；所述絕緣層采用有機聚合物絕緣材料制成，且厚度為2～8μm；所述增強層采用碳基導電材料、納米導電陶瓷材料中的至少一種制成，且厚度為0.1～1μm。

優選地，所述導電層的厚度為0.2～0.6μm。

優選地，所述導電層采用金屬材料制成。

具體實施例中，金屬材料可以為銅、鋁或者銀。

優選地，所述碳基導電材料為炭黑、碳納米管、氣相沉積碳纖維、石墨、石墨烯中的至少一種。

優選地，所述納米導電陶瓷材料為納米金屬碳化物、納米金屬氮化物、納米金屬硅化物中的至少一種。

優選地，所述納米金屬碳化物為碳化鎢、碳化鋯、碳化二鉬中的至少一種，所述納米金屬氮化物為氮化鋯、氮化鈦、氮化鉬中的至少一種，所述納米金屬硅化物為二硅化鋯、二硅化鉬、二硅化鎢中的至少一種。

優選地，所述絕緣層的厚度為3～5μm。

優選地，所述有機聚合物絕緣材料為聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、環氧樹脂、酚醛樹脂中的任意一種。

優選地，所述真空電鍍包括真空蒸鍍、濺射鍍或者離子鍍。