[發(fā)明專利]一種集流體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010800306.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111900413B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙偉;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/13;H01M4/72;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健;劉芳

本發(fā)明提供一種集流體及其制備方法和應(yīng)用。該集流體包括層疊設(shè)置的第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層之間包括至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在第一方向上間隔分布；所述第一區(qū)域設(shè)置有聚合物層，所述聚合物層通過(guò)粘結(jié)層分別與所述第一金屬層和第二金屬層粘結(jié)。本發(fā)明的集流體不僅焊接良率高，能夠有效節(jié)約鋰離子電池的生產(chǎn)成本，更能夠降低鋰離子電池的內(nèi)阻，使鋰離子電池的循環(huán)性能和安全性能得到顯著的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集流體及其制備方法和應(yīng)用，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常規(guī)鋰離子電池的集流體多采用金屬箔材，正極通常用金屬鋁箔，負(fù)極通常用金屬銅箔，但是一旦在電池內(nèi)部發(fā)生短路的情況下卻無(wú)法切斷電流，最終會(huì)導(dǎo)致熱量聚集繼而引發(fā)熱失控。

近些年，有研究者采用一類新型的集流體替代常規(guī)的金屬集流體。這類新型集流體通常采用不導(dǎo)電的聚合物薄膜做基底，在基底兩側(cè)通過(guò)真空蒸鍍、電鍍等方式鍍一層金屬。例如在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜兩側(cè)鍍金屬鋁作為正極集流體，在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜兩側(cè)鍍金屬銅作為負(fù)極集流體。這些復(fù)合集流體取在一定程度上改善了電池的安全性能，同時(shí)也能降低集流體的重量，進(jìn)一步提高電池的重量能量密度。

但是，在后續(xù)對(duì)集流體之間進(jìn)行焊接或者在集流體與外接極耳進(jìn)行焊接的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)難以焊接或者焊接不良的技術(shù)難題，嚴(yán)重影響該復(fù)合集流體的實(shí)際推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種集流體，通過(guò)對(duì)組成集流體的功能層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)置，不僅降低了集流體的焊接難度，提高了焊接良率，還降低了焊接點(diǎn)的歐姆阻抗。

本發(fā)明還提供一種電極片，該電極片包括前述集流體，因此該電極片的內(nèi)阻較低，有利于實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部離子的高效傳輸。

本發(fā)明還提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括前述電解片，因此該鋰離子電池的內(nèi)阻較低，從而使循環(huán)壽命以及安全性能得到顯著的提升。

本發(fā)明提供一種集流體，包括層疊設(shè)置的第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層之間包括至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在第一方向上間隔分布；

所述第一區(qū)域設(shè)置有聚合物層，所述聚合物層通過(guò)粘結(jié)層分別與所述第一金屬層和第二金屬層粘結(jié)。

如上所述的集流體，其中，所述第一金屬層和/或第二金屬層的厚度為0.1-5μm。

如上所述的集流體，其中，所述聚合物層的厚度為1-15μm。

如上所述的集流體，其中，所述粘結(jié)層的厚度為0.01-3μm。

如上所述的集流體，其中，所述第一金屬層和/或第二金屬層的材料選自鋁、銅、鎳、鈦、銀、不銹鋼、鎳銅合金、鋁鋯合金中的至少一種。

如上所述的集流體，其中，所述聚合物層的材料選自聚對(duì)苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡膠、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯醚中的至少一種。

如上所述的集流體，其中，所述粘結(jié)層的材料選自聚氨酯粘結(jié)劑、聚丙烯酸樹(shù)脂粘結(jié)劑、聚醋酸乙烯酯粘結(jié)劑、脲醛樹(shù)脂粘結(jié)劑、環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑、偶聯(lián)劑中的至少一種。

如上所述的集流體，其中，在所述第一方向上，所述第一區(qū)域的長(zhǎng)度大于等于所述第二區(qū)域的長(zhǎng)度。

本發(fā)明還提供一種電極片，所述電極片包括上述任一項(xiàng)所述的集流體。

本發(fā)明還提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括上述所述的電極片。