集流体涂层及电极极片制造技术

本公开是关于集流体涂层及电极极片。该集流体涂层包括：保护层以及活性物质层，保护层形成在集流体表面上，活性物质形成在保护层上，保护层包括膨胀微球与导电剂，活性物质层包括活性物质，膨胀微球在保护层的温度大于或等于温度阈值时膨胀，使集流体与活性物质层断开。该技术方案可以在不降低电池单位体积的能量密度并不增加电池的生产成本的前提下，确保电池在温度过高时不会继续充放电，提高了电池的安全性，并改善了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
集流体涂层及电极极片
本公开涉及电池
，尤其涉及集流体涂层及电极极片。
技术介绍
相关技术中，用于向电子设备提供电能的电池是电子设备的重要器件之一，其对于电子设备的正常工作起着至关重要的作用。当电池充放电时，电池的温度对其充放电性能影响较大，当电池温度过高例如电池温度高于安全温度时，电池内的化学平衡会被破坏，严重时会导致电池燃烧或爆炸，从而对用户的人身安全造成威胁，损害了用户体验。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本公开的实施例提供一种集流体涂层及电极极片。技术方案如下：根据本公开的实施例的第一方面，提供一种集流体涂层，包括：保护层以及活性物质层，保护层形成在集流体表面上，活性物质层形成在保护层上，保护层包括膨胀微球与导电剂，活性物质层包括活性物质，膨胀微球在保护层的温度大于或等于温度阈值时膨胀，使集流体与活性物质层断开。本公开的实施例提供的技术方案中，通过在集流体表面上形成包括膨胀微球与导电剂的保护层，并在保护层上形成包括活性物质的活性物质层；当电池的温度较低时，保护层的温度小于温度阈值，集流体通过保护层以及活性物质层与电池中的电解质溶液导通，从而将电池产生的电流汇集起来形成较大电流并对外输出；而当电池的温度较高时，保护层的温度大于温度阈值，保护层中的膨胀微球会受温度影响而膨胀，从而将活性物质层与集流体隔离，使活性物质层与集流体断开，此时集流体无法继续将电池产生的电流汇集起来形成较大电流并对外输出，从而在不降低电池单位体积的能量密度并不增加电池的生产成本的前提下，确保电池在温度过高时不会继续充放电，提高了电池的安全性，并改善了用户体验。在一个实施例中，保护层还包括粘结剂。保护层中的粘结剂能够将集流体涂层固定在集流体表面，使集流体涂层不易从集流体表面脱落，延长了集流体涂层的寿命。在一个实施例中，集流体为负极的集流体，粘结剂包括丁苯胶乳胶粘剂。当集流体为负极的集流体时，由于制作负极时使用的溶剂为水性溶剂，为了与该溶剂的性质保持一致，使用同样为水性的丁苯胶乳胶粘剂作为粘结剂，能够将集流体涂层较为牢固的固定在集流体表面，另外其成膜后透气性好、粘结力强，循环使用寿命较长，能够延长集流体涂层的寿命。在一个实施例中，集流体为正极的集流体，粘结剂包括聚偏氟乙烯PVDF胶粘剂。当集流体为正极的集流体时，由于制作正极时使用的溶剂为油性溶剂，为了与该溶剂的性质保持一致，使用同样为油性的PVDF胶粘剂作为粘结剂，能够将集流体涂层较为牢固的固定在集流体表面，另外其成膜后透气性好、粘结力强，循环使用寿命较长，能够延长集流体涂层的寿命。在一个实施例中，导电剂包括活性炭。活性炭的导电效率较高，提高了集流体通过集流体涂层将电池产生的电流汇集时的导电效率。在一个实施例中，集流体为负极的集流体，活性物质包括石墨。石墨具有电子电导率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点，能够提高集流体通过集流体涂层将电池产生的电流汇集时的导电效率。在一个实施例中，集流体为正极的集流体，活性物质包括氧化钴锂。氧化钴锂具有生产工艺简单且电化学性能稳定，能够降低集流体涂层的生产成本。根据本公开的实施例的第二方面，提供一种电池极片，包括：集流体以及本公开的实施例的第一方面提供的集流体涂层，集流体涂层形成于集流体表面。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1是根据一示例性实施例示出的集流体涂层的结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的极片的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。随着科学技术的高速发展和人们生活水平的不断提高，近年来电子设备例如智能终端、平板电脑等广泛应用于人们的生活中。用于向电子设备提供电能的电池是电子设备的重要器件之一，其对于电子设备的正常工作起着至关重要的作用。当电池充放电时，电池的温度对其充放电性能影响较大，当电池在温度过高时继续充放电，电池内的化学平衡会被破坏，严重时会导致电池燃烧或爆炸，从而对用户的人身安全造成威胁，损害了用户体验。针对上述问题，可以通过降低电池中活性物质涂布的密度，使电解质溶液中的电离子更容易传输，从而降低电池的电阻，使该电池在充放电时产生的热量减少，达到降低电池温度的目的；也可以增加电池中极片的极耳数量，使电池在充放电时可以通过极片的极耳排出更多的热量，达到降低电池温度的目的。但在上述第一种方案中，降低电池中活性物质涂布的密度会导致活性物质涂布的体积增加，当电池容量不变时，活性物质涂布的体积增加会导致电池中电解液的体积减少，从而减少该电池的容量，即降低了该电池单位体积的能量密度；而在上述第二种方案中，增加电池中极片的极耳的数量会使制造该电池的工艺较为复杂，从而增加了电池的生产成本。因此上述方案无法在不降低电池单位体积的能量密度并不增加电池的生产成本的前提下，确保电池不会在温度过高时继续充放电，从而损害了用户体验。为了解决上述问题，本公开的实施例提供的技术方案中，提供了一种集流体涂层，图1是根据一示例性实施例示出的一种集流体涂层的结构图，如图1所示，该集流体涂层10包括：保护层101以及活性物质层102，保护层101形成在集流体103表面上，活性物质层102形成在保护层101上。其中，保护层包101括膨胀微球与导电剂，活性物质层102包括活性物质，膨胀微球在保护层101的温度大于或等于温度阈值时膨胀，使集流体103与活性物质层102断开。示例性的，导电剂包括活性碳，也可以包括碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、石墨烯等。导电剂可以减少解除电阻，加速电子的移动速率，其中活性碳的导电效率较高，其作为导电剂可以提高集流体通过集流体涂层将电池产生的电流汇集时的导电效率。当集流体为负极的集流体时，活性物质包括石墨以及近似石墨结构的碳，集流体可以为铜箔例如厚度为7-15微米的电解铜箔；当集流体为正极的集流体时，活性物质包括氧化钴锂、锰酸锂、锰酸锂等，集流体可以为铝箔例如厚度为10-20微米的电解铝箔。其中石墨具有电子电导率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点，能够提高集流体通过集流体涂层将电池产生的电流汇集时的导电效率；氧化钴锂具有生产工艺简单且电化学性能稳定，能够降低集流体涂层的生产成本。膨胀微球的外壳是由高分子聚合物例如丙烯睛共聚物组成，其内部是碳氢化合物。当膨胀微球的温度大于或等于温度阈值，并且该温度阈值为构成膨胀微球的壳体的高分子聚合物的玻璃化温度时，膨胀微球的壳体会软化，具有了可塑性，由于膨胀微球内的碳氢化合物沸点较低，在受热时膨胀微球内的压强会迅速上升，从而引起膨胀微球膨胀，膨胀微球膨胀时会将活性物质层从保护层上剥离，使活性物质层与集流体隔离，确保当保护层的温度大于或等于温度阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集流体涂层，其特征在于，包括：保护层以及活性物质层，所述保护层形成在集流体表面上，所述活性物质层形成在所述保护层上，所述保护层包括膨胀微球与导电剂，所述活性物质层包括活性物质，所述膨胀微球在所述保护层的温度大于或等于温度阈值时膨胀，使所述集流体与所述活性物质层断开。

【技术特征摘要】
1.一种集流体涂层，其特征在于，包括：保护层以及活性物质层，所述保护层形成在集流体表面上，所述活性物质层形成在所述保护层上，所述保护层包括膨胀微球与导电剂，所述活性物质层包括活性物质，所述膨胀微球在所述保护层的温度大于或等于温度阈值时膨胀，使所述集流体与所述活性物质层断开。2.根据权利要求1所述的集流体涂层，其特征在于，所述保护层还包括粘结剂。3.根据权利要求2所述的集流体涂层，其特征在于：所述集流体为负极的集流体，所述粘结剂包括丁苯胶乳胶粘剂。4.根据权利要求2所述的集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜思红，
申请(专利权)人：北京小米移动软件有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11