[發明專利]集流體、集流體的制備方法、固態電池及汽車

在審

• 申請號: 202010789825.1
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111799471A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 王曦;武佳雄;宗磊;朱星寶;原誠寅;鄒廣才
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車技術創新中心有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張立君

本發明公開了一種集流體、集流體的制備方法、固態電池及汽車。其中，集流體包括：依次層疊的陰極箔材、集流體間導電層和陽極箔材；所述陰極箔材遠離所述集流體間導電層的一側表面涂覆有陰極導電層；所述陽極箔材遠離所述集流體間導電層的一側表面涂覆有陽極導電層。實現復合箔材界面接觸電阻的問題，提高復合箔材的鍵合強度，改善其使用穩定性，以及實現固態電池內部多個充放電單元的串聯，實現較高電壓和容量的單體形式。

技術領域

本發明涉及動力電池技術領域，更具體地，涉及一種集流體、集流體的制備方法、固態電池及汽車。

背景技術

隨著當今傳統化石能源日益短缺，尋找可替代的清潔能源已然成為全球性課題，而電能是目前人們可利用的再生清潔能源之一。電池是一種通過內部的化學反應將化學能轉換為電能的一種裝置，因其高效，便捷的優點而廣泛的應用于人類的生產生活中。鋰離子電池因其材料體系靈活、技術更新快等特點而成為最受關注地儲能體系并且已經在各類示范工程中得到廣泛應用。傳統的鋰離子電池在長期應用過程中電池品質下降明顯，循環壽命有限，且其采用的液態有機電解質可能會產生泄露。有機電解質存在易揮發、易燃和易爆的安全隱患，一旦電池出現不正常狀態如過充導致電解質分解和溫度升高時，可能會引發爆炸。此外，傳統液態電解質鋰電池，常常需要通過多個單體的外部串并聯來滿足整個電池系統的電壓和容量要求，在成組過程中，外部結構件及連接件一方面增加了電池系統的接觸電阻，另一方面更為重要的是降低了電池系統的體積和質量能量密度。

以固態電解質代替液態電解質的大容量全固態鋰離子電池，在解決傳統鋰離子電池能量密度偏低和使用壽命偏短這兩個關鍵問題的同時，有望徹底解決電池的安全性問題，是未來電動汽車和規?；瘍δ芾硐氲幕瘜W電源。相比較傳統的液態鋰離子電池，全固態電池采用固態電解質，固態電解質具有較強的機械性能，能夠抑制鋰支晶生長，避免熱收縮等，具有明顯的安全方面的優勢。除此之外，庫倫效率高、循環性能好也是其優點。因為在全固態電池中只存在鋰離子的遷移，不存在形成SEI膜之類的副反應，提高了庫倫效率，增強了循環壽命，更為重要的是為組裝大容量，高電壓的電池，降低電池內阻，提高電池體積利用率提供了理論上的可行性。

目前市場上動力電池的成組，主要通過電芯單體間的外部串并聯成組來實現整個電池系統的電壓和容量要求。然而外部連接實現串并聯的方式，無論是通過金屬導柄還是導線等連接方式，都會使得電池組整體接觸電阻增大，且外部極耳和導柄的焊接可靠性要求較高。并且，封裝及外部連接所占體積大，質量能量密度較低。

發明內容

本發明的目的是提出一種集流體、集流體的制備方法、固態電池及汽車，實現固態電池內部充電單元的串聯，降低電池的內阻，提升能量密度。

第一方面，本發明提出了一種集流體，應用于固態電池，包括：

依次層疊的陰極箔材、集流體間導電層和陽極箔材；

所述陰極箔材遠離所述集流體間導電層的一側表面涂覆有陰極導電層；

所述陽極箔材遠離所述集流體間導電層的一側表面涂覆有陽極導電層。

可選地，所述集流體間導電層、所述陰極導電層和所述陽極導電層的材質均由多維導電復合材料和粘結劑構成。

可選地，所述集流體間導電層中所述多維導電復合材料的占比為90％-95％，所述粘結劑的占比為10％-5％；

和/或，

所述陰極導電層、所述陽極導電層中所述多維導電復合材料的占比為90％-99％，所述粘結劑的占比為10％-1％。

可選地，所述多維導電復合材料包括導電炭黑、碳納米管和石墨烯。

可選地，所述多維導電復合材料中所述導電炭黑、所述碳納米管、所述石墨烯的配比分別為：30％-50％、10％-30％和20％-40％。