一种集流体及其制作方法、与锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池的集流体，该集流体是由含量为0.1%~100%的低熔点合金与含量为0%~99.9%的铜或者铝组成，该低熔点合金的熔点在90℃~300℃之间。本发明专利技术还提供一种锂离子电池的集流体的制作方法。本发明专利技术还提供一种使用该锂离子电池的集流体制作的锂离子电池。本发明专利技术的集流体在电池发生短路等异常情况时，随着集流体温度的上升，集流体上的低温合金发生熔融，导致问题极片断路，从而大幅度提升了电池的安全性。尤其针对电池内部短路，可以起到很好的安全防护作用。由本发明专利技术的集流体制作的锂离子电池经过充电测试、挤压测试、撞击和冲击测试、短路安全试验，锂离子电池不燃烧、不爆炸。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种锂离子电池的集流体，该集流体是由含量为0.1%~100%的低熔点合金与含量为0%~99.9%的铜或者铝组成，该低熔点合金的熔点在90℃~300℃之间。本专利技术还提供一种锂离子电池的集流体的制作方法。本专利技术还提供一种使用该锂离子电池的集流体制作的锂离子电池。本专利技术的集流体在电池发生短路等异常情况时，随着集流体温度的上升，集流体上的低温合金发生熔融，导致问题极片断路，从而大幅度提升了电池的安全性。尤其针对电池内部短路，可以起到很好的安全防护作用。由本专利技术的集流体制作的锂离子电池经过充电测试、挤压测试、撞击和冲击测试、短路安全试验，锂离子电池不燃烧、不爆炸。【专利说明】一种集流体及其制作方法、与锂离子电池
本专利技术涉及一种锂离子电池，具体涉及一种提升电池安全性能的新型集流体及使用该新型集流体的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，自放电小，无记忆效应等特点，广泛应用于手机及便携式笔记本电脑中，并逐步替代镍氢、镍镉、铅酸电池进入电动车，电动工具等领域，成为近几年来研究者们关注的焦点。随着锂离子电池的广泛应用，其安全性能也越来越受到重视。锂离子电池在储存、运输过程中会发生因外部短路等意外情况下受到大电流的冲击产生过热，导致电池发生燃烧或者爆炸；电池在进行充放电时受到大电流的冲击，造成内部短路，也可能会导致电池发生燃烧或者爆炸，同时在过充电和过放电的状态下也会大大降低电池的安全性能和可靠性。目前一部分电池上采用的安全装置是以压力为控制条件，即在电池壳或盖上刻痕或以制成压力爆破片形式安装于电池上，当电池处于过充、短路、撞击等滥用条件下造成电池内部压力过高时，压力型安全器件变形、开裂而起到保护电池安全的作用。这种形式的安全装置可以起到一定保护电池的作用，简便易行。由于受所用材料和加工强度、精度、公差等条件因素的影响，压力误差有时可高达±40%，因此很难控制并保证电池泄压值的稳定和一致性，安全系数无法保证。 另有一部分安全装置是以温度为控制条件的，如在外线路中加入fuse (温度保险丝)或PTC (热敏电阻)，在电池正常情况下，呈低阻状态，保证电路正常工作；当电路发生短路或电流异常大时，保护装置自热使其阻抗增加把电流限制到足够小，起到电流保护作用，使电池的电流受到控制从而提高电池的安全性能和可靠性。此类装置只能对外部短路等情况起一定保护作用，一旦发生电池内部短路，此类装置无法起到保护作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含有低熔点合金的新型集流体及其制备方法，在电池发生短路等异常情况时，随着集流体温度的上升，集流体上的低熔点合金发生熔融，问题极片形成断路，从而大幅度提升了电池的安全性，以克服现有技术中安全性不足等问题。解决本专利技术的技术问题所采取的技术方案是:提供一种锂离子电池的集流体，该集流体是由含量为0.1%~100%的低熔点合金与含量为0%~99.9%的铜或者铝组成，该低熔点合金的熔点在90°C~300°C之间，该低熔点合金选自锡、铁、铅、铋、银、锑、镍、铟、镉、锌中的两种或者两种以上。优选地,该集流体的厚度为0.005mm~0.05mm。解决本专利技术的技术问题所采取的另一技术方案是:提供一种锂离子电池的集流体的制作方法，该制作方法包括如下步骤:步骤一、低熔点合金的制作在空气氛围下将两种或者两种以上的低熔点金属加热直至完全熔化，得到低熔点合金；步骤二、复合板材的制作取铜板或铝板一块，在铜板或铝板上方沿长度方向冲出一贯通孔，在真空无氧条件下，加热铜板或铝板使铜板或铝板处于半熔融状态，再将步骤一制得的熔融的低熔点合金浇注至铜板或铝板的贯通孔中，降温冷却，制得铜或铝与低熔点合金的复合板材。步骤三、复合板材的压延轧制步骤二制得的复合板材得到经过压延的复合箔材，该复合箔材即为锂离子电池的集流体。优选地，在步骤一中，该低熔点合金选自锡、铁、铅、铋、银、锑、镍、铟、镉、锌中的两种或者两种以上。优选地，步骤二可用以下步骤替换:在炸药与低熔点合金板之间垫以塑料、橡皮作为缓冲层，低熔点合金板与铜板或者铝板之间留有平行间隙或带角度的间隙，在铜板或者铝板下垫以厚砧座；炸药引爆后的冲击波压力使低熔点合金板撞向铜板或铝板，两板接触面产生塑性流动和高速射流，结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来，同时使低熔点合金板与铜板或者铝板连接在一起，制得铜或铝与低熔点合金的复合板材。优选地，在步骤二中，复合板材在压延前的厚度为Imm?100mm。优选地，在步骤三中，将复合板材放入多辊轧机中，轧制速度为600mm/min，分12道轧制工序，其中第一道轧制工序下压量为50%，第二道轧制工序下压量为28%，第三道至第十二道轧制工序总下压量为21%，得到复合箔材。优选地，该复合箔材的厚度为0.005mm ?0.05mm。解决本专利技术的技术问题所采取的又一技术方案是:提供一种锂离子电池的集流体的制作方法，该制作方法包括如下步骤:步骤一、低熔点合金的制作在空气氛围下将两种或者两种以上的低熔点金属加热直至完全熔化，得到低熔点合金，并将熔融的合金浇注至模具中得到合金板材；步骤二、合金板材的压延轧制步骤一中制得的合金板材得到经过压延的合金箔材，该合金箔材即为锂离子电池的集流体。优选地，在步骤一中，该低熔点合金选自锡、铁、铅、铋、银、锑、镍、铟、镉、锌中的两种或者两种以上。优选地，在步骤二中，将合金板材放入多辊轧机中，轧制速度为600mm/min，分12道轧制工序，其中第一道轧制工序下压量为50%，第二道轧制工序下压量为28%，第三道至第十二道轧制工序总下压量为21%，得到合金箔材。优选地，该合金箔材的厚度为0.005mm ?0.05mm。本专利技术还提供了一种根据以上所述的锂离子电池的集流体的制作方法制作的锂离子电池的集流体。本专利技术还提供了一种锂离子电池，其包括壳体、正极、负极以及电解液，所述正极、负极以及电解液设置壳体内，所述正极和负极分别与壳体的正极和负极端电连接，所述正极或者负极含有以上所述的锂离子电池的集流体。与现有技术相比，本专利技术的集流体在电池发生短路等异常情况时，随着集流体温度的上升，集流体上的低温合金发生熔融，导致问题极片断路，从而大幅度提升了电池的安全性。尤其针对电池内部短路，可以起到很好的安全防护作用。由本专利技术的集流体制作的锂离子电池以5C/10V做过充电测试、挤压测试、撞击测试、180°C热冲击、短路安全试验，锂离子电池不燃烧，不爆炸。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1是利用本专利技术集流体制作的一种具有极耳的负极极片的示意图。图2是利用本专利技术集流体制作的另一种负极极片的示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种含有低熔点合金的新型集流体，在电池发生短路等异常情况时，随着集流体温度的上升，集流体上的低熔点合金发生熔融，问题极片形成断路，从而大幅度提升了电池的安全性。尤其针对电池内部短路，可以起到很好的安全防护作用。该锂离子电池的集流体是由含量为0.19T100%的低熔点合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池的集流体，其特征在于，该集流体是由含量为0.1%~100%的低熔点合金与含量为0%~99.9%的铜或者铝组成，该低熔点合金的熔点在90℃~300℃之间，该低熔点合金选自锡、铁、铅、铋、银、锑、镍、铟、镉、锌中的两种或者两种以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗涛，叶海林，张光辉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44