复合集流体及包括所述复合集流体的电极极片和电芯制造技术

本申请提供一种复合集流体，包括：聚合物层，包括第一表面，和与所述第一表面相对设置的第二表面；以及第一金属层，设置于所述第一表面，所述第一金属层包括第一区域及连接所述第一区域的第二区域；其中，在所述复合集流体的厚度方向上，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度。本申请还提供包括所述复合集流体的电极极片和电芯。通过增加所述第二区域的厚度，大大减小了极耳的电荷传输电阻。

【技术实现步骤摘要】
复合集流体及包括所述复合集流体的电极极片和电芯
本申请涉及锂离子电池
，尤其涉及一种复合集流体及具有所述复合集流体的电极极片和电芯。
技术介绍
锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在消费电子领域具有广泛的应用。然而随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对电池安全性的关注度与要求也越来越高。众所周知，锂电池中需要使用金属箔材(铜箔、铝箔、镍箔等等)作为集流体，实现电子的传导。目前，有一种新型的复合集流体，它是一种三层结构，中间层为高分子层，上下各有一层金属层。使用这种集流体的优势在于，它可以大大提高电池的安全性，并且降低电池的重量。然而，这种集流体的使用过程中，存在一些问题：由于这种集流体的电阻相对普通的纯金属箔材要大上许多，因此，电芯内部通常需要设计多层极耳的结构来降低电池的内阻。即使这样，仅多层极耳结构中的极耳区的电阻就占了整个电芯20％左右的内阻，那么减少极耳区的内阻变得十分重要。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本申请提供一种具有较小的极耳区电阻的复合集流体以及具有所述复合集流体的电极极片和电芯。本申请提供一种复合集流体，包括：聚合物层，包括第一表面，和与所述第一表面相对设置的第二表面；以及第一金属层，设置于所述第一表面，所述第一金属层包括第一区域及连接所述第一区域的第二区域；其中，在所述复合集流体的厚度方向上，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度。上述复合集流体中，所述第一区域的表面用于设置活性物质，所述第二区域用于裁切形成极耳。本申请还提供一种电极极片，包括如前所述的复合集流体；及第一活性层，设置于所述第一区域。本申请还提供一种电芯，包括第一极片，第二极片，和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜，所述第一极片和所述第二极片堆叠或卷绕形成所述电芯，所述第一极片为如前所述的电极极片，所述电芯进一步包括：第一极耳，设置于所述第一极片的第二区域；第二极耳，设置于所述第二极片。其中，所述第一极耳由所述第二区域裁切形成。本申请提供的复合集流体、电极极片及电芯，通过增加用于设置极耳的第二区域的厚度，大大减小了极耳的电荷传输电阻；减小了金属层破碎的概率，进一步减小了金属层上的电阻的不一致性；且使得能量密度损失小于0.5％。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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为本申请一实施方式的复合集流体的剖视图。图2为本申请一实施方式的正极极片的剖视图。图3为本申请另一实施方式的正极极片的剖视图。图4为本申请一实施方式的负极极片的剖视图。主要元件符号说明复合集流体100聚合物层10第一金属层30第一表面11第二表面12第一区域31第二区域32第二金属层50第三区域51第四区域52正极极片200、300第一活性层210、310绝缘层230、330负极极片400第二活性层420如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。具体实施方式下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。在本申请实施方式中使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本申请。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述各实施方式中的特征可以相互组合。请参阅图1，本实施方式提供一种复合集流体100，包括聚合物层10以及第一金属层30。所述聚合物层10包括第一表面11和与所述第一表面11相对设置的第二表面12。所述第一金属层30设置于所述第一表面11。所述第一金属层30包括第一区域31及连接所述第一区域31的第二区域32。所述第一区域31用于设置活性材料(图未示)，如，正极材料、负极材料。所述第二区域32用于设置极耳(图未示)，以导出所述第一金属层30的电子。本实施方式中，所述第二区域32的数量为两个，所述两个第二区域32设置于所述第一区域31相对的两侧。根据本申请的另一个实施例，所述第二区域32可用于裁切形成极耳；进一步的，所述第二区域32可以包括相互间隔的复数个子区域，所述复数个子区域可用于裁切形成极耳。在所述复合集流体100的厚度方向上，所述第二区域32的厚度大于所述第一区域31的厚度。本实施方式中，所述第一区域31的厚度为0.1～5um，使得具有所述复合集流体100的电芯的主体区能量密度没有损失；所述第二区域32的厚度为1～20um。可选地，所述第一区域31的厚度为0.5～3um，所述第二区域32的厚度为2～8um。相较于传统的具有三层结构的复合集流体，所述第一金属层30的第二区域32的厚度比第一区域31的厚度大，通过欧姆定律可知，设置于所述第二区域32的极耳的电荷传输电阻大大减小；且厚度较大的第二区域32破碎的概率减小，进一步减小所述第一金属层30上的电阻的不一致性。本申请所提供的第二区域32的厚度增加，活性材料区的厚度无增加，采用本申请提供的极片的电芯能量密度损失小于0.5％。所述聚合物层的材质选自聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯以及聚砜及其衍生物中的至少一种。所述第一金属层30可通过溅射法、真空沉积法、离子电镀法、激光脉冲沉积法等方法形成。由于制备时仅需对所述聚合物层10进行裁剪，能够避免传统集流体在裁切时产生的金属毛刺，改善单位时间内电池的电压降(K值)，提高电池安全性能。所述第一金属层30的材质可选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合集流体，包括：/n聚合物层，包括第一表面，和与所述第一表面相对设置的第二表面；以及/n第一金属层，设置于所述第一表面，所述第一金属层包括第一区域及连接所述第一区域的第二区域；/n其中，在所述复合集流体的厚度方向上，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，包括：
聚合物层，包括第一表面，和与所述第一表面相对设置的第二表面；以及
第一金属层，设置于所述第一表面，所述第一金属层包括第一区域及连接所述第一区域的第二区域；
其中，在所述复合集流体的厚度方向上，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度。


2.如权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体进一步包括第二金属层，设置于所述第二表面，所述第二金属层包括第三区域及连接所述第三区域的第四区域；在所述复合集流体的厚度方向上，所述第四区域的厚度大于所述第三区域的厚度。


3.如权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述第二区域的厚度为1～20u，所述第一区域的厚度为0.1～5u。


4.如权利要求3所述的复合集流体，其特征在于，所述第二区域的厚度为2～8u。


5.如权利要求1-4中任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述第一区域的表面用于设置活性物质，所述第二区域用于裁切形成极耳。


6.一种电极极片，包括：
权利要求1-5中任一项所述的复合集流体；及
第一活性层，设置于所述第一区域。

【专利技术属性】
技术研发人员：邵颖，魏红梅，李翔，胡乔舒，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35