一种集流体及使用该集流体的二次电池制造技术

本申请涉及一种集流体，其包括至少一个支撑层和位于支撑层至少一个表面的有孔层，支撑层具有连续平整结构，有孔层设置有若干通孔。其中，支撑层能够提升集流体的机械强度。有孔层当电芯被刺穿时，能够减小正极与负极之间的接触面积，降低电芯内部发生短路的几率，从而改善电池的安全性能。同时将该集流体用于电芯时，基本不会影响电芯的倍率性能。本申请还涉及一种二次电池，所述电池包括正、负极极片，所述正、负极极片中至少一种包括本申请所述的集流体。 1

【技术实现步骤摘要】
一种集流体及使用该集流体的二次电池
本申请涉及二次电池
，具体讲，涉及一种集流体及使用该集流体的二次电池。
技术介绍
目前对于二次电池来说，正极极片一般采用铝箔作为集流体，负极极片一般采用铜箔作为集流体。在电动车逐渐普及的过程中，电池的能量密度也在不断提升。能量密度的提升一方面提升了电池的使用寿命，但另一方面高能量密度意味着相对较低的安全性和较高的安全风险，尤其是电池在受到硬物刺穿时，其安全性有待提升。目前动力电池在穿刺方面的安全改进主要集中于隔膜处理。表面涂布陶瓷材料的隔离膜在一定程度提高了电芯的安全性能，降低了由于滥用导致的正极和负极发生短路的风险。但缺陷在于大大提高了电芯成本，也会在一定程度上恶化电芯性能，并且不能完全改善电芯的安全性能。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的第一目的在于提供一种集流体。本申请的第二目的在于提供使用该集流体的二次电池。本申请涉及一种集流体，所述集流体包括至少一个支撑层和位于所述支撑层至少一个表面的有孔层，所述支撑层具有连续平整结构，所述有孔层设置有若干通孔。优选地，所述集流体包括两层所述有孔层，以及位于两层所述有孔层之间的所述支撑层。优选地，所述通孔为圆形通孔或多边形通孔。优选地，所述若干通孔组成通孔阵列，所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向均匀排列并沿第二方向延伸，和/或所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向排列并沿第二方向均匀延伸，和/或所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向均匀排列并沿第二方向均匀延伸。优选地，所述第一方向为所述集流体的长度方向，所述第二方向为所述集流体的宽度方向。优选地，当所述通孔沿第一方向均匀排列时，所述通孔之间的距离为0.5～5mm，当所述通孔沿第二方向均匀延伸时，所述通孔之间的距离为0.5～10mm。优选地，所述圆形通孔的直径为0.5-3mm，所述多边形通孔的边长为0.5-3mm。优选地，所述有孔层上设置有所述通孔阵列的部分构成通孔阵列区，所述通孔阵列区的面积占所述有孔层整体面积的80～100％，优选为80～90％。优选地，所述支撑层和所述有孔层的厚度均为5-20μm，所述集流体厚度为6-30μm。本申请还涉及一种二次电池，所述电池包括正、负极极片，所述正、负极极片中至少一种包括本申请所述的集流体。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请的集流体包括至少一个支撑层和设置在支撑层至少一个表面的有孔层，其中支撑层具有连续平整结构，能够提升集流体的机械强度。有孔层上设置有由若干通孔组成的通孔阵列，当电芯被刺穿时，能够减小正极与负极之间的接触面积，控制热累积，降低电芯内部发生短路的几率，从而改善电池的安全性能。同时，将该集流体用于电芯时，基本不会影响电芯的倍率性能。附图说明图1为本申请的一种实施方式中，集流体的剖面结构示意图。图2为本申请的另一种实施方式中，集流体的剖面结构示意图。图3为本申请的一种实施方式中，有孔层的平面结构示意图。图4为本申请的另一种实施方式中，有孔层的平面结构示意图。图5为本申请的再一种实施方式中，有孔层的平面结构示意图。其中，1-集流体；11-支撑层；12-有孔层；120-通孔阵列区；121-通孔。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的集流体及有孔层的放置状态为参照。当二次电池的正极和负极之间发生短路时，会瞬间在正极和负极之间引起热量积累，导致热失效。因此，为提高二次电池的安全性能，应减小穿钉导致的短路点面积，并降低穿钉引起的热量累积。本申请提供了一种集流体。其包括至少一个支撑层11和位于支撑层11至少一个表面的有孔层12。如图1所示，集流体1由依次设置的支撑层11和有孔层12组成。集流体1可以进一步包括集流体本体和与集流体本体连接的极耳阵列(图中未示出)。可以将支撑层11与有孔层12进行压合，得到用于制作集流体的基材，再用切割刀具在基材上进行切割，形成一体式的集流体本体和与集流体本体连接的多个极耳。也可以将支撑层11与有孔层12压合后得到基材，切割基材得到集流体本体，再采用固定件或焊接方式，实现多个极耳与集流体本体的固定和电性连接。选择作为支撑层11和有孔层12的材料应具有良好的电导性，例如金属。其中，支撑层11具有连续平整结构，在集流体1内作为骨架支撑，以增加集流体1的机械强度。有孔层12上设置有若干通孔121，这些通孔121不会影响集流体和极片的电学性能。进一步在该集流体本体表面涂覆正极活性物质或负极活性物质，通过冷压等流程制作电芯，对电芯在满电状态进行穿钉测试。由于在集流体1的表面和/或内部存在大量孔洞，使得穿钉后集流体1延伸导致正负极发生短路的几率降低，从而可以降低穿钉引起的热量累积，改善电池的安全性能。为了进一步降低穿钉后集流体1的延伸程度，将集流体1的至少一侧设置为有孔层12。即可以将集流体1两侧的表面均设置为有孔层12，也可以将集流体1一侧的表面设置为有孔层12。优选将集流体1两侧的表面均设置为有孔层12，并在表面两侧的有孔层12之间继续插入若干个支撑层11和有孔层12。为简化工艺步骤并较好地实现本申请的技术效果，如图2所示，集流体1可以由两层有孔层12以及位于两层有孔层12之间的支撑层11组成。有孔层12上的通孔形状可以为圆形或多边形。如图3所示，在有孔层12上设置有圆形的通孔121。如图4所示，在有孔层12上设置有正方形的通孔121。如图5所示，在有孔层12上设置有正五边形的通孔121。与采用其它形状的通孔相比，在集流体1上设置圆形的通孔121的制作工艺简单，而且设置圆形的通孔121不易产生毛刺，不影响电池的导电性能。当然，多边形的通孔121或不规则性状的通孔121也能够实现本申请的技术效果。在多边形通孔121中，边的数量并不是越多越好，过多的边数会导致制作工艺困难。在极限情况下，多边形通孔121的边的数量为3-40，本申请中优选为3-6。进一步优选多边形通孔121的形状为正三角形、正方形、正五边形或正六边形。本申请中，圆形通孔121的直径可以为0.5-3mm，多边形通孔121的边长可以为0.5-3mm。如果通孔121的尺寸过大，会导致有孔层12的强度过低，即使将其与支撑层11复合，集流体1也容易发生断裂。如果通孔121的尺寸过小，为保证有孔层12具有一定的孔隙率，需要增加有孔层12中的通孔121数目，同时过小的通孔121也会增加加工难度。进一步地，若干通孔规则排布组成通孔阵列。通孔阵列内的通孔121可以沿一定方向排列和延伸。进一步地，通孔阵列内的通孔121可以沿第一方向均匀排列并沿第二方向延伸，也可以沿第一方向排列并沿第二方向均匀延伸，还可以沿第一方向均匀排列并沿第二方向均匀延伸。其中，“第一方向”可以解释为集流体1的长度方向，“第二方向”可以解释为集流体1的宽度方向。当然，“第一方向”和“第二方向”也可以有其它的解释方式，比如沿倾斜方向。在通孔阵列中，通孔121的数量和排布方式可以根据集流体1的强度要求来变化。考虑加工性能和边缘毛刺，通孔阵列的边缘距离集流体本体的边缘1～5mm。如通孔阵列的边缘距离集流体本体边缘过近，在制造通孔121和电池卷绕过程中，集流体1由于受力不均衡导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括至少一个支撑层和位于所述支撑层至少

【技术特征摘要】
1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括至少一个支撑层和位于所述支撑层至少一个表面的有孔层，所述支撑层具有连续平整结构，所述有孔层设置有若干通孔。2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体包括两层所述有孔层，以及位于两层所述有孔层之间的所述支撑层。3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述通孔为圆形通孔或多边形通孔。4.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述若干通孔组成通孔阵列，所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向均匀排列并沿第二方向延伸，和/或所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向排列并沿第二方向均匀延伸，和/或所述通孔阵列内的所述通孔沿第一方向均匀排列并沿第二方向均匀延伸。5.根据权利要求4所述的集流体，其特征在于，所述第一方向为所述集流体的长度方向，所述第二方向为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明奎，王耀辉，黄亚萍，金海族，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35