[發明專利]一種復合集流體、制備方法及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202210123963.5
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114709422A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 劉曉蕾;李黎黎;閆晟睿;高天一;胡景博;高華文;姜濤;孫煥麗
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/80;H01M4/04;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張巖

1.一種復合集流體，其特征在于：由多孔箔材、補鋰層以及熱敏性材料的導電安全層組成；所述多孔箔材由金屬導電材或碳基導電材料制成，材料的孔隙率為0％～60％；所述補鋰層由鋰金屬材料或鋰金屬化合物材料制成；所述熱敏性材料的導電安全層的材料由具有正溫度系數材料、導電材料及粘接劑組成。

2.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述金屬導電材料優選銅、鋁、鎳、鈦；所述碳基導電材料優選硬碳、軟碳、石墨、乙炔黑、石墨烯、碳納米管。

3.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述復合集流體厚度為5um～25um，多孔箔材材料的厚度為4um～20um，補鋰層材料的厚度為5um～15um，熱敏性材料的導電安全層的厚度為3um～15um。

4.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：可用于正極部分補鋰層的金屬鋰化學物材料優選為富鋰化合物，或基于轉化反應的納米復合材料，可用于負極部分補鋰層優選為金屬鋰帶、穩定化鋰金屬粉末、硅化鋰粉。

5.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述正溫度系數材料為高分子聚合物材料，優選高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、羧酸改性的聚偏氟乙烯、丙烯酸改性的聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、羧酸改性的聚偏氯乙烯、丙烯酸改性的聚偏氯乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚偏氯乙烯共聚物材料；也可以是可膨脹石墨類材料，優選顆粒型、中等起始膨脹溫度的可膨脹石墨。

6.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述正溫度系數材料wt％為75％～90％，導電材料wt％為5％～15％，粘接劑材料wt％為5％～15％。

7.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述導電材料屬導電材、碳基導電材料中的一種，金屬導電材料優選銅、鋁、鎳、鈦金屬顆粒材料；所述的碳基導電材料優選硬碳、軟碳、石墨、乙炔黑、石墨烯、碳納米管材料。

8.根據權利要求1所述的一種復合集流體，其特征在于：所述粘接劑優選聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚環氧乙烷、橡膠、聚氨酯、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸、明膠、殼聚糖、環糊精的羥基衍生物材料。

9.一種復合集流體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、通過密集打孔或電沉積形成多孔箔材；

B、再根據多孔箔材的厚度及孔隙率來確定多孔箔材、補鋰層以及熱敏性材料的導電安全層的材料種類與厚度；

C、通過涂布法、浸涂法實現集流體和熱敏性材料的導電安全層的復合，在制備的復合集流體上進行活性材料的涂覆。

10.一種鋰離子電池，其特征在于：包括正極極片、隔膜和負極極片，其中，正極極片、負極極片的集流體可選用復合集流體，在復合集流體的雙面涂覆活性物質，制備得到正極極片和負極極片可直接應用于電池中。