[發(fā)明專利]一種銅鋁一體化集流體電極、疊片電池及制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010922169.8
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN111987319A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜繼成
• 申請（專利權(quán)）人: 姜繼成
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/131;H01M4/133;H01M4/134;H01M10/0525;H01M10/0585;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/647;H01M10/654
• 代理公司: 蘇州中合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32266
• 代理人: 羅楠

本發(fā)明公開了一種銅鋁一體化集流體電極、疊片電池及制備工藝，集流體電極包括：銅鋁集流體、正極材料和負(fù)極材料，所述銅鋁集流體包括粘結(jié)的銅箔和鋁箔，所述銅箔一面涂覆負(fù)極材料，所述鋁箔一面涂覆正極材料；所述正極材料包括單晶的鎳鈷錳酸鋰LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂材料，所述負(fù)極材料包括石墨或硅碳負(fù)極材料；疊片電池包括上述集流體電極；制備工藝用于制備上述集流體電極和疊片電池。本發(fā)明提供了較高的質(zhì)量能量密度和體積能量密度的集流體電極和疊片電池，且疊片電池具備較好的安全性和較高的功率性能，同時(shí)制造工藝得到了簡化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，尤其涉及一種銅鋁一體化集流體電極、疊片電池及制備工藝。

背景技術(shù)

由于電動(dòng)汽車的迅猛發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的安全性、續(xù)航里程也提出了更高的要求。因此，為適應(yīng)發(fā)展，動(dòng)力電池需滿足高體積能量密度和高安全的特點(diǎn)。目前電動(dòng)汽車采用的動(dòng)力鋰離子電池是從手機(jī)電池或其它小型設(shè)備電池中繼承發(fā)展過來的，它們一般由單體電池經(jīng)裝配形成電池組，再由多個(gè)電池組形成電池系統(tǒng)。這種電池存在以下缺陷：利用卷繞工藝的單體電池由于電極有曲率，易造成電流分布不均勻，且散熱性差，易引發(fā)熱失控。另外，采用正負(fù)極分離的疊片電池增加了工藝的復(fù)雜性，也會(huì)使得電池的體積能量密度降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種銅鋁一體化集流體電極、一種銅鋁一體化集流體疊片電池以及用于制備上述銅鋁一體化集流體電極、疊片電池的一種銅鋁一體化集流體疊片電池的制備工藝，疊片電池電流分布均勻，散熱性好，提升了電池的體積能量密度和質(zhì)量能量密度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種銅鋁一體化集流體電極，包括：銅鋁集流體、正極材料和負(fù)極材料，所述銅鋁集流體包括粘結(jié)的銅箔和鋁箔，所述銅箔一面涂覆負(fù)極材料，所述鋁箔一面涂覆正極材料；所述正極材料包括單晶的鎳鈷錳酸鋰LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂材料，所述負(fù)極材料包括石墨或硅碳負(fù)極材料。

優(yōu)選地，所述鎳鈷錳酸鋰LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂材料的平均粒徑為5μm。

優(yōu)選地，所述正極材料還包括聚偏氟乙烯3wt％～4wt％，導(dǎo)電炭黑1.5wt％～2.5wt％。

優(yōu)選地，所述負(fù)極材料還包括導(dǎo)電炭黑2.5wt％～5wt％，羧甲基纖維素1.0wt％～2.0wt％，丁苯橡膠2.0wt％～3.0wt％。

優(yōu)選地，所述銅箔和鋁箔的厚度分別為3μm和3μm，或者4μm和2μm，所述銅鋁集流體的橫截面的長寬為10cm×6cm、20cm×40cm或30cm×50cm。

優(yōu)選地，所述正極材料厚度為80μm，所述負(fù)極材料厚度為127μm。

一種銅鋁一體化集流體疊片電池，包括上述的銅鋁一體化集流體電極，還包括隔膜和電解液，所述集流體電極進(jìn)行疊片串聯(lián)成電堆，所述集流體電極與集流體電極之間設(shè)有所述隔膜和電解液。

優(yōu)選地，所述電解液包括電解質(zhì)和溶劑，所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，濃度為0.9mol/L，所述溶劑包括碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯，其重量比為1：1.5。

優(yōu)選地，所述隔膜為聚丙烯單層微孔膜。

一種銅鋁一體化集流體疊片電池的制備工藝，包括以下步驟：

制備銅鋁集流體，在銅箔和鋁箔表面涂布粘合劑，輥壓形成銅鋁集流體，或直接將銅箔和鋁箔熱壓復(fù)合制成銅鋁集流體，又或者使用電鍍的方法在鋁箔表面鍍銅箔或在銅箔表面鍍鋁箔；