[發明專利]一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料及其制造方法

在審

• 申請號: 202011189161.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112201794A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 夏文進;石亞麗
• 申請（專利權）人: 浙江鋰盾新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州尚為知識產權代理事務所(普通合伙) 32483
• 代理人: 陳鋼

本發明涉及一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料及其制造方法。該集流體復合材料其具有多層結構，包括膜膠粘層，在所述膜膠粘層上下表面依次復合有鋁箔層和防氧化層。本發明采用復合鋁箔材料通過雙層復合后，增加了集流體的韌性，可以顯著提升針刺強度；同時通過中間耐高溫的絕緣膠層或者膜層復合后，在電池單面針刺或者雙面針刺后，因中間層的絕緣性，仍能夠保持電池不短路，從而大大提升了電池的安全性。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，特別涉及一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料。

背景技術

鋰離子電池的電極材料分正極材料和負極材料，正極材料和負極材料又由極耳材料、集流體材料和集流體上的電極材料所組成，其中集流體指的是電池正極或者負極用于附著活性物質的基體金屬，主要起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的作用，一般正極用鋁箔，負極用銅箔。

傳統鋰離子電池正極集流體采用鍍涂鋁層的方式形成正極集流體，鍍涂鋁層的厚度一般在納米級別，在針刺試驗下會發生穿刺現象，出現電池內短路，可能會導致電池發熱或失效，如何實現鋰離子電池集流體安全高效也是決定電池電極質量及電池使用安全性高低的一個重要因素。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料，該復合材料通過雙面鋁箔、雙面防氧化層進行組合，可提高材料的耐針刺強度，提高電極和電池的安全性。

本發明的技術方案為：一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料。該集流體復合材料其具有多層結構，包括膜膠粘層，在所述膜膠粘層上下表面依次復合有鋁箔層和防氧化層。

作為本發明的一種優選方案，膜膠粘層的厚度為1-10μm，材料為耐高溫絕緣膠。

作為本發明的一種優選方案，所述耐高溫絕緣膠中有機膠一般選擇有機硅類膠、酚醛樹脂膠、脲醛樹脂膠、耐溫環氧膠或聚酰亞胺膠中的一種。

作為本發明的一種優選方案，鋁箔層厚度為2-16μm，材料選擇鋁箔合金。

作為本發明的一種優選方案，防氧化層材料為非金屬SiC、Si₃N₄和Al₂O₃中的兩個或三個的組合進行蒸鍍。

作為本發明的一種優選方案，防氧化層的厚度為200-1000nm。

一種抗針刺鋰電池用集流體復合材料及其制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)膜膠粘層3與鋁箔層2、鋁箔層4層壓進行熱粘復合，得到AL-AF-AL復合材料；

(2)將AL-AD-AL的AL面進行常溫等離子處理，常溫凈化環境下保存備用；

(3)將AL-AD-AL復合材料的AL非復合面進行蒸鍍、噴涂非金屬防腐層AC1、AC5，得到AC/AL-AD-AL/AC復合，得到集流體復合材料。

采用上述技術方案后，本發明的有益效果是：首先，通過耐高溫絕緣膠既實現了鋁箔間的強粘合，同時也實現了電池在運行生熱過程，耐高溫絕緣膠不至像傳統樹脂達到玻璃化溫度出現流動狀態，增強了電極的穩定性；其次，通過雙層鋁箔復合可提高集流體的耐針刺強度，因鋁箔間為絕緣膠層，在針刺下也能保持電池電極不短路，可保證電極及電池的安全性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1、第一防氧化層；2、第一鋁箔層；3、膜膠粘層；4、第二鋁箔層；5、第二防氧化層

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡明本發明。

實施例