一种负极和隔膜一体化结构及其制备方法和电池技术

本发明专利技术提供了一种负极和隔膜一体化结构，包括铝或铝合金箔，以及形成在所述铝或铝合金箔表面的氧化铝层，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料，所述氧化铝层充当隔膜。该一体化设计可有效减小电池的体积及重量，简化生产过程，增加电池的整体容量以及能量密度，同时提高电池的高倍率性能和高温性能，提高安全性，解决了现有二次电池生产工艺复杂、前期投入大、电池安全性能差、能量密度低、设计组装困难等问题。本发明专利技术还提供了该负极和隔膜一体化结构的制备方法以及包含该一体化结构的电池。

【技术实现步骤摘要】
一种负极和隔膜一体化结构及其制备方法和电池
本专利技术涉及二次电池
，特别是涉及一种负极和隔膜一体化结构及其制备方法和电池。
技术介绍
近年来，随着人口的不断增加，人们对能源的消耗及需求不断增长，寻找新型的能源供给方式及高效的能源存储方式成为当今社会的迫切需求。二次电池，因其可重复充放电，可以大幅度降低使用成本，并对环境污染小，而被广泛应用于各种便携式电子设备。目前，商用二次电池多使用石墨类材料作为负极，铜箔作为负极集流体、聚烯烃类材料作为隔膜。然而，这样的电池结构对于提高二次锂离子电池的能量密度、简化生产工艺、降低成本存在阻碍。例如，石墨负极的理论比容量较低(372mAhg-1)，且压实密度低，不利于提高电池的能量密度；负极活性材料需要和粘结剂、导电炭黑等相复合，并涂覆在铜箔集流体上，生产工艺较为繁琐，且负极活性材料与集流体之间容易脱落；现阶段使用的聚烯烃隔膜材料热稳定及机械性能较差，容易发生热失控及穿刺现象，从而造成一定的安全隐患。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种负极和隔膜一体化结构，该一体化设计可有效减小电池的体积及重量，简化生产过程，增加电池的整体容量以及能量密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极和隔膜一体化结构，其特征在于，包括铝或铝合金箔，以及形成在所述铝或铝合金箔表面的氧化铝层，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料，所述氧化铝层充当隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种负极和隔膜一体化结构，其特征在于，包括铝或铝合金箔，以及形成在所述铝或铝合金箔表面的氧化铝层，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料，所述氧化铝层充当隔膜。2.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层具有多孔结构，所述多孔的孔径为10-3000nm，孔隙率小于等于85％。3.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为5-50μm；所述铝或铝合金箔的厚度为10-200μm。4.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为所述铝或铝合金箔厚度的10％-200％。5.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述铝或铝合金箔为致密的铝或铝合金箔，或者为多孔的铝或铝合金箔。6.一种负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取铝或铝合金箔，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料；在所述铝或铝合金箔的一面涂覆有机聚合物溶液，待固化形成有机聚合物膜之后，采用阳极氧化或等离子体氧化的方式对所述铝或铝合金箔的另一面进行可控氧化，使所述铝或铝合金箔的另一面形成氧化铝层；再在惰性气氛下煅烧或采用化学溶解的方法去掉包覆在所述铝或铝合金箔一面的所述有机聚合物膜，得到负极和隔膜一体化结构。7.如权利要求6所述的负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物溶液包含如下有机聚合物中的一种或多种：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯，聚甲基吡咯烷酮，聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，秦盼盼，王蒙，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44