[發(fā)明專利]一種復(fù)合集流體及其制備方法及電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011058984.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112234210A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;王曉明;魏鳳杰;楊浩田;周予坤;解金庫
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇卓高新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/04
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32261
• 代理人: 徐鳴

本申請公開了一種復(fù)合集流體，涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域。所述的復(fù)合集流體包括：支撐體層，該支撐體層采用聚合物制成；第一導(dǎo)體層，該第一導(dǎo)體層設(shè)置在支撐體層的一側(cè)；第二導(dǎo)體層，該第二導(dǎo)體層設(shè)置在支撐體層的另一側(cè)；焊接區(qū)域；其中，在該焊接區(qū)域內(nèi)，第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層之間沒有聚合物。本申請通過設(shè)置沒有聚合物的焊接區(qū)域，在焊接極耳時，不需要穿透支撐體層即可實現(xiàn)第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體之間的相互電連接，進而將第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層上產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合集流體的極耳焊接問題和導(dǎo)體層導(dǎo)通問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種復(fù)合集流體及其制備方法及電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池由基本單元結(jié)構(gòu)卷繞或者疊加構(gòu)成，基本單元結(jié)構(gòu)為正極/隔膜/負極。其中正極和負極是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的地方，通過正極和負極中的集流體，將電化學(xué)反應(yīng)生成的電流收集并導(dǎo)出；隔膜負責將正極和負極分隔開，避免正負極發(fā)生接觸出現(xiàn)短路。

集流體常見的配置方式是，負極使用銅箔材料，正極使用鋁箔材料。由于使用金屬材料的緣故，正負極集流體在電芯全重中占據(jù)較大的比例(8％左右)，因此降低集流體的重量是一個提高鋰離子電池能量密度(kWh/kg)的有效做法，中國專利申請CN106654285A、CN101071860A通過在柔性基底表面制備導(dǎo)電鍍層的方法，可以制備低密度集流體。還例如公布號為CN110277532A的中國專利申請，公開了一種二次電池集流體的加工方法及加工設(shè)備，通過箔材與復(fù)合集流體的轉(zhuǎn)接，箔材作為復(fù)合集流體的極耳，從而能夠?qū)㈦娦局械碾娏鬏斔统鰜怼５巧鲜黾夹g(shù)方案的缺點在于：1、極耳只與一側(cè)的金屬導(dǎo)體層連接，難以實現(xiàn)兩側(cè)的金屬導(dǎo)體層都能將電流導(dǎo)出；2、由于復(fù)合集流體兩側(cè)的金屬導(dǎo)體層通常較薄，因此很難進行焊接。

技術(shù)人員為了解決這些問題，從集流體結(jié)構(gòu)和焊接方式上做出很多努力。申請公布號CN110165223A的發(fā)明公開了一種復(fù)合集流體，具有多孔結(jié)構(gòu)，在孔的內(nèi)部具有導(dǎo)體層，可以實現(xiàn)復(fù)合集流體兩側(cè)的金屬導(dǎo)體層導(dǎo)通。然而這種集流體需要進行打孔，且孔內(nèi)部的導(dǎo)體層制作困難，導(dǎo)通效果差，不利于復(fù)合集流體的推廣應(yīng)用。授權(quán)公告號CN208051145U的實用新型公開了一種超聲波焊頭及焊接設(shè)備。通過焊頭的錐形結(jié)構(gòu)在焊接時的擠出作用，穿透焊接區(qū)域的聚合物層，將焊接區(qū)域的金屬導(dǎo)體層焊接在一起，實現(xiàn)焊接的同時實現(xiàn)兩層金屬導(dǎo)體層互相導(dǎo)通。然而這種焊接過程很容易導(dǎo)致過焊，破壞焊接區(qū)域的金屬導(dǎo)體層，焊接強度低，導(dǎo)電能力差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種復(fù)合集流體，解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合集流體的極耳焊接問題，同時解決復(fù)合集流體兩側(cè)導(dǎo)體層難以實現(xiàn)導(dǎo)通的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例采用以下技術(shù)方案：一種復(fù)合集流體，包括：支撐體層，該支撐體層采用聚合物制成；第一導(dǎo)體層，該第一導(dǎo)體層設(shè)置在支撐體層的一側(cè)；第二導(dǎo)體層，該第二導(dǎo)體層設(shè)置在支撐體層的另一側(cè)；焊接區(qū)域；其中，在該焊接區(qū)域內(nèi)，第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層之間沒有聚合物。

在上述技術(shù)方案中，本申請實施例通過設(shè)置沒有聚合物的焊接區(qū)域，在焊接極耳時，不需要穿透支撐體層即可實現(xiàn)第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層之間的相互電連接，進而將第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層上產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合集流體的極耳焊接問題和導(dǎo)體層導(dǎo)通問題。

進一步地，根據(jù)本申請實施例，其中，支撐體層采用PET、PP、PE、PI、聚芳砜中的一種或多種材料制成。

進一步地，根據(jù)本申請實施例，其中，第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層采用鋁、銅、鎳、銀、金、碳、不銹鋼或其合金制成。

進一步地，根據(jù)本申請實施例，其中，第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層的厚度為0.2-5微米。

進一步地，根據(jù)本申請實施例，其中，焊接區(qū)域的面積占第一導(dǎo)體層的面積的0.5-30％。

進一步地，根據(jù)本申請實施例，其中，焊接區(qū)域的形狀為矩形、圓形、橢圓形、扇形、多邊形或者不規(guī)則圖形。