[發明專利]一種多層結構集流體及其制備方法及具有該集流體的電池、物體

有效

• 申請號: 202011592569.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112670519B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 周予坤;王曉明;解金庫
• 申請（專利權）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;H01M4/70;H01M10/04
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 徐鳴

本申請公開了一種多層結構集流體及其制備方法及具有該集流體的二次電池、物體，涉及二次電池技術領域。所述的集流體包括：基材；附著力增強層，該附著力增強層設置在基材的至少一個表面上；導電層，該導電層設置在附著力增強層上，導電層包括多層鋁層和多層碳層，鋁層和碳層交替層疊設置。本申請通過在基材表面設置附著力增強層，提高基材與導電層之間的附著力，使得集流體的結構穩定，便于加工。同時，本申請還通過鋁層和碳層的交替層疊結構，提高導電層的抗腐蝕能力，提高電池的安全性能。

技術領域

本申請涉及二次電池技術領域，特別涉及到一種多層結構集流體及其制備方法及具有該集流體的電池、物體。

背景技術

傳統鋰離子電池負極集流體為銅箔，正極集流體為鋁箔。隨著技術發展，鋰離子電池在能量密度，輕量化，柔性特性方向要求越來越高。目前，銅箔量產最低厚度6μm，鋁箔最低厚度8μm。雖然對銅箔鋁箔的減薄可以有效降低鋰離子電池重量，提高能量密度，但由于技術能力瓶頸，厚度的降低會導致機械強度大幅度降低，難以加工成電池。而且做成更薄的箔材從技術上講變得極為困難。

在鋁箔厚度難以降低的狀況下，有一種技術開發了塑料表面鍍鋁的復合型集流體，如公開號為CN109599563A中國發明專利申請，包括柔性基材和包覆于所述柔性基材表面的導電鍍層，所述導電鍍層包括由內至外的化學鍍層和電鍍層，通過化學鍍工藝在柔性基材表面處理至形成鋰離子電池集流體的導電鍍層中的化學鍍層；通過電鍍工藝在化學鍍層表面處理至形成鋰離子電池集流體的導電鍍層中的電鍍層。這種集流體很明顯的降低了電池重量，提高了能量密度。但是，這樣的產品有很多缺陷，a，鋁層與塑料的附著力非常差；b，在將集流體生產成電池的過程中，難以避免的需要進行涂覆高壓等有破壞性的工序，此類型集流體無法滿足加工要求；c，做成電池后，因電解液對鋁層的腐蝕，電極活性物質與鋁脫落，導致電池容量很快下降甚至不能使用。

發明內容

本申請的目的是提供一種多層結構集流體，解決現有技術復合鋁箔附著力差、易腐蝕等問題。

為實現上述目的，本申請實施例采用以下技術方案：一種多層結構集流體，包括：基材；附著力增強層，該附著力增強層設置在基材的至少一個表面上；導電層，該導電層設置在附著力增強層上，導電層包括多層鋁層和多層碳層，鋁層和碳層交替層疊設置。

在上述技術方案中，本申請實施例通過在基材表面設置附著力增強層，提高基材與導電層之間的附著力，使得集流體的結構穩定，便于加工。同時，本申請還通過鋁層和碳層的交替層疊結構，提高導電層的抗腐蝕能力，提高電池的安全性能。

進一步地，根據本申請實施例，其中，基材采用PET、PP、BOPP、PE、BOPET中的一種或多種。

進一步地，根據本申請實施例，其中，基材的厚度為1-10μm。

進一步地，根據本申請實施例，其中，附著力增強層為Cr、Ni或其合金的金屬鍍層。

進一步地，根據本申請實施例，其中，附著力增強層為Al₂O₃鍍層。

進一步地，根據本申請實施例，其中，附著力增強層采用含硅烷偶聯劑的鋁附著力促進劑。

進一步地，根據本申請實施例，其中，附著力增強層的厚度為1-50nm。

進一步地，根據本申請實施例，其中，鋁層或碳層的數量為2-20層。

進一步地，根據本申請實施例，其中，導電層的厚度為600-1200nm。

進一步地，根據本申請實施例，其中，單層碳層和單層鋁層的厚度比為5:1-1:12，鋁元素和碳元素的摩爾比為1:1-10:1。

進一步地，根據本申請實施例，其中，鋁層采用含有Mg元素的鋁合金。