[發(fā)明專利]一種鋰離子電池、新型集流體及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110086710.0 | 申請日： | 2021-01-22 |
| 公開（公告）號： | CN112786895A | 公開（公告）日： | 2021-05-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃云輝;伽龍;劉志康 | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/66 | 分類號： | H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/04;A62C3/16;C08L33/20;C08K5/523;C08J7/12;C08J7/06 |
| 代理公司： | 華中科技大學(xué)專利中心 42201 | 代理人： | 孔娜;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 新型 流體 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于鋰離子電池相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種鋰離子電池、新型集流體及其制備方法，所述新型集流體包括基材層、粘結(jié)層及金屬層，所述基材層相背的兩個表面上分別設(shè)置有所述粘結(jié)層，所述粘結(jié)層遠離所述基材層的表面上設(shè)置有所述金屬層，所述基材層內(nèi)設(shè)置有阻燃劑。由此高分子基材層能有效的對商用銅箔或鋁箔進行減薄從而提高電池的能量密度，阻燃劑的使用能保證電池在發(fā)生燃燒現(xiàn)象之后進行阻燃，降低隱患。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋰離子電池、新型集流體及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)被廣泛使用于筆記本電腦、手機等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中，并且作為動力裝置也用于電動自行車或電動汽車。但是目前商業(yè)化的鋰離子電池技術(shù)也存在著諸多問題，如能量密度較低、安全性能較差，從而限制了其進一步的使用。
目前商業(yè)化的鋰離子電池以銅箔或鋁箔作為集流體，其密度較大且是電池組件的非活性部分，對能量密度的影響不可忽視。因此，研究者們對集流體的減薄技術(shù)進行了大量的研究，如專利CN 110600745 A公布了一種基于聚酰亞胺薄膜制備的鍍銅復(fù)合集流體，該集流體表現(xiàn)出了較好的循環(huán)性能和倍率性能，同時聚酰亞胺的電絕緣特性使得電池的熱失控也得到了改善，但是這種策略難以杜絕由電池?zé)崾Э刂笠l(fā)的火災(zāi)問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池、新型集流體及其制備方法，所述新型集流體包括柔性高分子基材層、阻燃劑、粘結(jié)劑增強層以及金屬鍍層，所述高分子基材層經(jīng)等離子體處理后活化，所述阻燃劑包埋在所述高分子基材層的內(nèi)部，所述粘結(jié)劑增強層在所述高分子基材層的上下表面，所述金屬鍍層在所述增強層的表面，由此高分子基材層能有效的對商用銅箔或鋁箔進行減薄從而提高電池的能量密度，阻燃劑的使用能保證電池在發(fā)生燃燒現(xiàn)象之后進行阻燃，降低隱患。粘結(jié)力增強層的引入能加強金屬鍍層與高分子基材層的穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供了一種新型集流體，所述新型集流體包括基材層、粘結(jié)層及金屬層，所述基材層相背的兩個表面上分別設(shè)置有所述粘結(jié)層，所述粘結(jié)層遠離所述基材層的表面上設(shè)置有所述金屬層，所述基材層內(nèi)設(shè)置有阻燃劑。
進一步地，所述基材層為高分子薄膜基材，其材料為聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇、聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇中的一種或兩種以上的混合。
進一步地，所述基材層的材料為聚丙烯腈或聚酰亞胺。
進一步地，所述粘結(jié)層為增強層，其材料為氧化鋁、氧化硅、氮化鋁、金屬鎳、金屬銅、金屬鉻、金屬鈦或鎳合金。
進一步地，所述粘結(jié)層的材料為氧化硅或者金屬銅。
進一步地，所述阻燃劑為磷酸烷基酯類、磷酸芳基酯、雙環(huán)戊二烯類、氯丹酸酐、脂肪族鹵代烴、磷酸三酯及鹵代環(huán)己烷及其衍生物、十溴聯(lián)苯醚及其衍生物、或者無機阻燃劑。
進一步地，所述阻燃劑占所述基材層的質(zhì)量百分比大于0且小于等于50％；所述粘結(jié)層的厚度大于0且小于等于20nm；所述金屬層的厚度為500nm～2000nm。
本發(fā)明還提供了一種如上所述的新型集流體的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)采用原位聚合、溶液澆注或者熔融澆注的方式制備基材層；
(2)將所述基材層進行等離子體處理，以使得所述基材層的上下表面得到活化；其中，所述基材層內(nèi)設(shè)置有阻燃劑；
(3)采用真空蒸鍍或者磁控濺射的方式在所述基材層相背的兩個表面上制備粘結(jié)層；
(4)采用真空蒸鍍或者磁控濺射的方式在所述粘結(jié)層的表面制備金屬層，以得到所述新型集流體。
本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池所述鋰離子電池包括如上所述的新型集流體。
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