[發明專利]一種集流體及其應用

在審

• 申請號: 202110182300.6
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112993263A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 趙偉;張趙帥;李素麗
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;臧建明

本發明提供一種集流體及其應用。本發明的集流體包括導電基層和分別設置在導電基層的兩個功能表面的安全層，安全層包括靠近導電基層的絕緣層和遠離導電基層的導電體，所述絕緣層在厚度方向上具有N個通孔，N≥1；所述導電體包括導電填充體和導電層，所述導電填充體填充于至少部分通孔內部，所述導電層設置在所述絕緣層遠離所述導電基層的表面。當電池內部發生短路時，電池的內部溫度升高，絕緣層在高溫下會發生變形或融化，可以使安全層與導電基層發生分離，切斷電池內部的電流通路，提升電池的安全性能。并且，由于本發明的集流體共用有三層導電層，中間的導電基層可傳導絕大部分電流，可以使集流體具有更好的導電性能，降低電池的內阻。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種集流體及其應用。

背景技術

鋰離子電池的能量密度高、功率密度高，是一種用途非常廣泛的二次電池，在消費類電子產品、電動交通工具以及儲能等領域有著廣闊的應用前景。然而，鋰離子電池在一些濫用條件下(如針刺、擠壓、撞擊等)會導致內部短路進而引起熱失控引發安全事故。所以，對鋰離子電池的安全性能進行改善受到越來越高的關注。

集流體作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能直接影響鋰離子電池的性能。而常規的鋰離子電池集流體采用金屬箔材，正極通常用金屬鋁箔，負極通常用金屬銅箔，在電池內部發生短路的情況下無法切斷電流，會導致熱量聚集最終引發熱失控。

發明內容

本發明提供一種所述集流體在電池內部發生短路時會自動損壞，從而切斷電池內部電流通路，防止電池內部熱失控，提高電池的安全性能。

本發明提供一種極片，所述極片在電池內部發生短路時，極片中的集流體會自動損壞，切斷電池內部電流通路，提高電池的安全性能。

本發明提供一種電化學裝置，所述電化學裝置具有高的安全性能。

本發明第一方面提供一種集流體，包括導電基層和分別設置在所述導電基層的兩個功能表面的安全層；

所述安全層包括靠近所述導電基層的絕緣層和遠離所述導電基層的導電體，所述絕緣層在厚度方向上具有N個通孔，N≥1；

所述導電體包括導電填充體和導電層，所述導電填充體填充于至少部分通孔內部，所述導電層設置在所述絕緣層遠離所述導電基層的表面。

如上所述的集流體，其中，所述N個通孔的總面積與所述導電基層的功能表面的面積之比≤80％。

如上所述的集流體，其中，所述導電基層的材料選自金屬導電材料；和/或，

所述導電體的材料選自金屬導電材料或碳基導電材料中的至少一種。

如上所述的集流體，其中，所述導電基層在25℃時的方塊電阻為1-50mΩ。

如上所述的集流體，其中，所述導電基層的厚度為1-10μm。

如上所述的集流體，其中，所述絕緣層的厚度為0.5-10μm；和/或，

所述導電層的厚度為0.05-3μm。

如上所述的集流體，其中，所述導電基層的至少一個功能表面包括第一區域和第二區域；

其中，所述第一區域設置所述安全層，所述第二區域用于連接極耳；

所述第二區域的面積與所述導電基層的功能表面的面積之比≤50％。

如上所述的集流體，其中，所述絕緣層包括無機填料；

所述無機填料選自氧化鋁、碳化硅、氧化硅、玻璃纖維、二氧化鈦、二氧化鋯、氫氧化鎂、氫氧化鋁、勃姆石、硫酸鋇、鈦酸鋇、鈦酸鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化鎂、凹凸棒石、磷酸鋅或硼酸鋅中的至少一種。