[發明專利]復合集流體、復合極片、電芯、電池單體、電池及用電裝置

在審

• 申請號: 202210011783.8
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN115832320A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 何昌盛;劉明健;李克強;謝斌;劉蕭松;吳志陽
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/70
• 分類號: H01M4/70;H01M10/058;H01M10/05;H01M4/13
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王勤思

本申請涉及一種復合集流體、復合極片、電芯、電池單體、電池及用電裝置。該復合集流體包括透氣度為50s/100cc～3000s/100cc的聚合物支撐層及孔隙率為10％～95％的導電層。負極導電層及正極導電層分別設于聚合物支撐層的兩側表面上。該復合集流體將負極集流體及正極集流體集為一體，能夠減小集流體體積，有利于提升能量密度。且由于選用特定透氣度的聚合物支撐層及特定孔隙率的導電層，一方面減小集流體的質量，另一方面電解液中的鋰離子能夠通過負極集流體有利于降低電池內阻；因而有利于改善鋰離子二次電池的內阻、能量密度及循環穩定性。

技術領域

本申請涉及電池技術領域，具體涉及一種復合集流體、復合極片、電芯、電池單體、電池及用電裝置。

背景技術

鋰離子二次電池具有高能量密度、高功率密度和循環壽命長等諸多優點，因而在便攜式電子設備、新能源車和儲能電池等領域受到廣泛的關注。

新能源車以及大型儲能系統的快速發展，對鋰離子二次電池的能量密度提出了更高的要求。

發明內容

鑒于上述需求，本申請提供一種復合集流體、復合極片，具有較好的循環性能，且能夠提升鋰離子二次電池的能量密度。

此外，還提供采用上述復合集流體或上述復合極片的電芯、電池單體、電池及用電裝置。

一方面，本申請提供了一種復合集流體包括：

聚合物支撐層，所述聚合物支撐層的透氣度為50s/100cc～3000s/100cc；及

導電層，所述導電層包括負極導電層及正極導電層；

所述負極導電層及所述正極導電層分別設置于所述聚合物支撐層的兩側表面上；所述負極導電層及所述正極導電層的孔隙率各自獨立地為10％～95％；

可選地，所述負極導電層及所述正極導電層的孔隙率各自獨立地為10％～50％。

本申請實施例中的技術方案中，采用透氣度為50s/100cc～3000s/100cc的聚合物支撐層作為基材，在其相背兩個表面分別設置孔隙率為10％～95％的正極導電層及負極導電層，得到正極集流體、負極集流體集為一體的復合集流體，因此能夠減小集流體體積，有利于提升電池能量密度。由于聚合物支撐層的透氣度為50s/100cc～3000s/100cc，且導電層的孔隙率為10％～95％，因此電解液中的離子能夠通過復合集流體，有利于減小電池的內阻。

在一些實施例中，所述聚合物支撐層的透氣度為50s/100cc～300s/100cc。聚合物支撐層的透氣度在上述范圍內，使得復合集流體具有較為合適的離子透過率。

在一些實施例中，所述負極導電層的厚度為200nm～3000nm；

和/或，所述正極導電層的厚度為200nm～3000nm。導電層的厚度可根據電池容量調整，上述厚度范圍的導電層能夠保證復合集流體具有較為合適的電池內阻及導電性能。

在一些實施例中，所述負極導電層和/或所述正極導電層包括：功能層；所述功能層的厚度為200nm～3000nm。功能層的作用是提供導電層合適的導電能力，控制功能層厚度在上述范圍內，可提供復合集流體合適的導電性能。

在一些實施例中，所述負極導電層和/或所述正極導電層還包括：制孔過渡層及增厚層中的至少一層；

所述制孔過渡層的厚度為2nm～100nm；所述增厚層的厚度為5nm～300nm。制孔過渡層的作用是形成規律的孔狀圖案作為模板，以便于形成合適孔隙率的導電層。增厚層的作用是增厚導電層，以提供合適的電阻。根據制孔過渡層及增厚層功能，其厚度可選的設置在上述范圍內。

在一些實施例中，所述復合集流體還包括：