正极集流体、正极极片及电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种正极集流体、正极极片及电化学装置，正极集流体包括：支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；导电层，设置于所述支撑层的两个所述表面中的至少一者上；其中，所述导电层的厚度D

【技术实现步骤摘要】
正极集流体、正极极片及电化学装置
本专利技术属于电化学装置
，尤其涉及一种正极集流体、正极极片及电化学装置。
技术介绍
锂离子二次电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点，而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而，锂离子二次电池受到穿钉等异常情况时容易造成电池内短路，此时电池产生大电流并伴随着大量的短路产热，容易引起电池冒烟、着火、甚至爆炸，具有较大的安全隐患。现有技术中采用抗穿刺强度高的隔膜来避免电池发生内短路，或者通过选择热稳定性高的电解液和活性材料、设置散热装置等手段来降低电池内短路的危害性。但是现有技术不能有效控制电池的内短路及短路产热，电池的安全性不能满足市场上越来越高的要求。基于此，提出本申请。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种正极集流体、正极极片及电化学装置，旨在使正极集流体具有较高的穿钉安全性能，以使得电化学装置具有较高的安全性能。本专利技术实施例的第一方面提供一种正极集流体，正极集流体包括：支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；导电层，设置于支撑层的两个表面中的至少一者上；其中，导电层的厚度D1为300nm≤D1≤2μm，优选为500nm≤D1≤1.5μm；正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，导电层的方块电阻增长率T1为T1≥50％。本专利技术实施例的第二方面提供一种正极极片，正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体上的正极活性材料层，其中正极集流体为如本专利技术实施例第一方面的正极集流体。本专利技术实施例的第三方面提供一种电化学装置，电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液，其中正极极片为如本专利技术实施例第二方面的正极极片。本专利技术实施例提供的正极集流体，将厚度较小的导电层设置于支撑层的至少一个表面，有利于提高电化学装置的重量能量密度，且在电化学装置发生穿钉等异常情况时，导电层产生的毛刺较传统的金属集流体大幅减小，减小了导电层的毛刺刺破隔膜而与对电极接触的概率，且支撑层的设置使得电化学装置发生内短路时具有较大的短路电阻，减小短路电流及减少短路产热，从而提高电化学装置的穿钉安全性能；并且当正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，导电层的方块电阻增长率T1为T1≥50％，在电化学装置发生穿钉等异常情况时，更好地保证正极集流体具有较大的短路电阻，进一步从提高短路电阻、减小短路电流和降低短路产热等方面，提高电化学装置的穿钉安全性能，并且可以保证在穿钉发生时，局部的导电网络被切断，防止电化学装置大面积甚至整个电化学装置发生内短路。这就可以将穿钉等造成的电化学装置损坏局限于刺穿位点，仅形成“点断路”，而不影响电化学装置在一定时间内的正常工作。因此，采用本专利技术实施例的正极集流体，使得电化学装置具有较高的穿钉安全性能。进一步地，正极集流体的拉伸应变为1.5％时，导电层的方块电阻增长率T2为T2≤30％，防止导电层因拉伸形变而导致的电阻急剧增大，从而保证正极集流体具有良好的导电和集流的性能，使得电化学装置具有低阻抗、且极化较小，从而使电化学装置兼具较高的电化学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图2示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图3示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图4示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图5示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图6示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图7示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图8示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图9示出了本专利技术另一个实施例提供的正极集流体的结构示意图。图10示出了本专利技术一个实施例提供的正极极片的结构示意图。图11示出了本专利技术另一个实施例提供的正极极片的结构示意图。标号说明：10、正极集流体；101、支撑层；101a、第一表面；101b、第二表面；1011、第一子层；1012、第二子层；1013、第三子层；102、导电层；103、保护层；20、正极极片；201、正极活性材料层。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中“多种”的含义是两个以上。本专利技术的上述
技术实现思路
并不意欲描述本专利技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。正极集流体本专利技术实施例的第一方面提供一种正极集流体10，与传统的金属铝箔正极集流体相比，本专利技术实施例的正极集流体10具有改善的穿钉安全性能。本专利技术实施例的正极集流体10包括层叠设置的支撑层101及导电层102。作为一个示例，图1示意性地示出了一种正极集流体10，请参照图1，正极集流体10包括层叠设置的支撑层101和导电层102，其中，在支撑层101的厚度方向上具有相对的第一表面101a和第二表面101b，导电层102设置于支撑层101的第一表面101a及第二表面101b上。作为另一个示例，图2示意性地示出了另一种正极集流体10，请参照图2，正极集流体10包括层叠设置的支撑层101和导电层102，其中，在支撑层101的厚度方向上具有相对的第一表面101a和第二表面101b，导电层102设置于支撑层101的第一表面101a上。当然，导电层102也可以是设置于支撑层101的第二表面101b上。进一步地，导电层102的厚度D1为300nm≤D1≤2μm，且正极集流体的拉伸应变ε为ε≥3％时，导电层102的方块电阻增长率T1为T1≥50％。本专利技术实施例的正极集流体10，通过设置支撑层101，将厚度较小的导电层102设置于支撑层101的至少一个表面，有利于改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极集流体，其特征在于，包括：/n支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；/n导电层，设置于所述支撑层的两个所述表面中的至少一者上；/n其中，所述导电层的厚度D

【技术特征摘要】
1.一种正极集流体，其特征在于，包括：
支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；
导电层，设置于所述支撑层的两个所述表面中的至少一者上；
其中，所述导电层的厚度D1为300nm≤D1≤2μm，优选为500nm≤D1≤1.5μm；
所述正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，所述导电层的方块电阻增长率T1为T1≥50％。


2.根据权利要求1所述的正极集流体，其特征在于，所述正极集流体的拉伸应变为1.5％时，所述导电层的方块电阻增长率T2为T2≤30％，优选为T2≤15％，更优选为T2≤5％。


3.根据权利要求1所述的正极集流体，其特征在于，所述支撑层的体积电阻率大于或等于1.0×10-5Ω·m；
和/或，所述导电层的体积电阻率为2.5×10-8Ω·m～7.8×10-8Ω·m，优选为3.2×10-8Ω·m～7.8×10-8Ω·m。


4.根据权利要求1至3任一项所述的正极集流体，其特征在于，所述导电层包括金属材料，所述金属材料为铝、铝合金、镍、镍合金、钛及银中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的正极集流体，其特征在于，进一步包括保护层，所述保护层设置于所述导电层自身厚度方向上相对的两个表面中的至少一者上；
所述保护层的材料为金属、金属氧化物及导电碳中的一种或多种，优选的为镍、铬、镍基合金、铜基合金、氧化铝、氧化钴、氧化铬、氧化镍、石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种；
优选地，所述保护层的厚度D3为1nm≤D3≤200nm、且D3≤0.1D1。

【专利技术属性】
技术研发人员：梁成都，黄华锋，黄起森，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35