包括具有通孔的金属板和填充通孔的多孔增强材料的电池集流体以及包括其的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及：集流体，所述集流体包括具有在厚度方向上形成的多个通孔的金属板和填充金属板的通孔的多孔增强材料；和二次电池，所述二次电池包括所述集流体，并且提供增加所述集流体在厚度方向的离子电导率和防止应力集中在特定部分的效果。中在特定部分的效果。中在特定部分的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有通孔的金属板和填充通孔的多孔增强材料的电池集流体以及包括其的二次电池


[0001]本专利技术涉及一种电池集流体和包括所述集流体的二次电池，所述集流体包括具有通孔的金属板和填充所述通孔的多孔增强材料。
[0002]本申请要求于2019年10月15日提交的韩国专利申请10
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2019
‑
0127753的优先权，该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术介绍

[0003]由于化石燃料的消耗导致能源价格的上涨，且人们对环境污染的关注增加，因此对生态友好型替代能源的需求也在增加。特别是，由于技术的发展和对移动设备需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。
[0004]由于对二次电池的需求是多样化的且在增加，因此正在开发各种类型的二次电池。其中，试图通过使用形成有多个通孔的集流体来增加锂离子在集流体厚度方向上的离子电导率。然而，形成有通孔的集流体的局限性在于通孔的形成导致机械强度降低，并且引发了依据应力集中的形状变化。另外，问题在于，电池运行所致的劣化过程中产生的气体成分被收集在通孔中并且以气泡的形式存在，从而抑制了离子传输。
[0005]因此，需要解决该问题的新型集流体或包括所述集流体的二次电池技术。

技术实现思路

[0006][技术问题][0007]为解决上述问题而专利技术了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种电池集流体和包括所述集流体的二次电池，所述集流体包括具有通孔的金属板和填充所述通孔的多孔增强材料。
[0008][技术方案][0009]在一个实例中，本专利技术的电池集流体包括：金属板，其中在厚度方向上形成有多个通孔；和填充在所述金属板的所述通孔中的多孔增强材料。
[0010]在一个具体实例中，增强材料包含选自由聚合物材料、纤维、无机颗粒和碳材料组成的组的至少一种。
[0011]在另一个具体实例中，形成有通孔的面积分数在10％至90％的范围内。
[0012]在一个实例中，在本专利技术的电池集流体中，多孔增强材料的孔隙率为10％至90％，空气渗透率为100s/100mL至4000s/100mL。
[0013]在一个实例中，多孔增强材料在20℃下的离子电导率为1
×
10
‑
10
S/cm以上。
[0014]在一个实例中，多孔增强材料包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、羧甲基纤维素(CMC)、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。
[0015]在一个实例中，多孔增强材料的结构中分散有直径为5μm至50μm且L/D为20以上的纤维。
[0016]在一个具体实例中，多孔增强材料还包含锂盐，该锂盐包含作为阳离子的Li
+
，并且包含选自由F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、NO3‑
、N(CN)2‑
、BF4‑
、ClO4‑
、AlO4‑
、AlCl4‑
、PF6‑
、SbF6‑
、AsF6‑
、BF2C2O4‑
、BC4O8‑
、(CF3)2PF4‑
、(CF3)3PF3‑
、(CF3)4PF2‑
、(CF3)5PF
‑
、(CF3)6P
‑
、CF3SO3‑
、C4F9SO3‑
、CF3CF2SO3‑
、(CF3SO2)2N
‑
、(FSO2)2N
‑
、CF3CF2(CF3)2CO
‑
、(CF3SO2)2CH
‑
、CF3(CF2)7SO3‑
、CF3CO2‑
、CH3CO2‑
、SCN
‑
和(CF3CF2SO2)2N
‑
组成的组的一种或多种作为阴离子。
[0017]在另一个具体实例中，多孔增强材料包含一种类型的第一无机颗粒，所述第一无机颗粒选自由BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1‑
a
La
a
Zr1‑
b
Ti
b
O3(PLZT，其中0<a<1，0<b<1)、Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3‑
PbTiO3(PMN
‑
PT)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2和SiC组成的组。
[0018]在另一个具体实例中，多孔增强材料还包含至少一种类型的第二无机颗粒，所述第二无机颗粒选自由磷酸锂(Li3PO4)、磷酸钛锂(Li
c
Ti
d
(PO4)3，0<d<2，0<d<3)、锂铝钛磷酸盐(Li
a
Al
b
Ti
c
(PO4)3，0<a<2，0<b<1，0<c<3)、(LiAlTiP)
a
O
b
(0<a<4，0<b<13)、钛酸镧锂(Li
a
La
b
TiO3，0<a<2，0<b<3)、硫代磷酸锗锂(Li
a
Ge
b
P
c
S
d
，0<a<4，0<b<1，0<c<1，0<d<5)、氮化锂(Li
a
N
b
，0<a<4，0<b<2)、Li
a
Si
b
S
c
(0<a<3，0<b<2，0<c<4)和Li
a
P
b
S
c
(0<a<3，0<b<3，0<c<7)组成的组。
[0019]在一个实例中，多孔增强材料包含多孔聚合物基材和形成在所述多孔基材的一个或两个表面上的多孔涂层。
[0020]另外，本专利技术提供包含上述电池集流体的二次电池。
[0021]在一个实例中，本专利技术的二次电池包括电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池集流体，所述集流体包括：金属板，其中在厚度方向上形成有多个通孔；和多孔增强材料，所述多孔增强材料填充在所述金属板的所述通孔中。2.如权利要求1所述的集流体，其中，所多孔增强材料包含选自由聚合物材料、纤维、无机颗粒和碳材料组成的组的至少一种。3.如权利要求1所述的集流体，其中，形成有所述通孔的面积分数在10％至90％的范围内。4.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料的孔隙率为10％至90％，空气渗透率为100s/100mL至4000s/100mL。5.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料在20℃下的离子电导率为1
×
10
‑
10
S/cm以上。6.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、羧甲基纤维素(CMC)、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。7.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料具有分散有直径为5μm至50μm且L/D为20以上的纤维的结构。8.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料还包含锂盐，并且其中，所述锂盐包含作为阳离子的Li
+
，并且包含选自由F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、NO3‑
、N(CN)2‑
、BF4‑
、ClO4‑
、AlO4‑
、AlCl4‑
、PF6‑
、SbF6‑
、AsF6‑
、BF2C2O4‑
、BC4O8‑
、(CF3)2PF4‑
、(CF3)3PF3‑
、(CF3)4PF2‑
、(CF3)5PF
‑
、(CF3)6P
‑
、CF3SO3‑
、C4F9SO3‑
、CF3CF2SO3‑
、(CF3SO2)2N
‑
、(FSO2)2N
‑
、CF3CF2(CF3)2CO
‑
、(CF3SO2)2CH
‑
、CF3(CF2)7SO3‑
、CF3CO2‑
、CH3CO2‑
、SCN
‑
和(CF3CF2SO2)2N
‑
组成的组的一种或多种作为阴离子。9.如权利要求1所述的集流体，其中，所述多孔增强材料包含一种类型的第一无机颗粒，所述第一无机颗粒选自由BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1‑
a
La
a
Zr1‑
b
Ti
b
O3(PLZT，其中0<a<1，0<b<1)、Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3‑
PbTiO3(PMN
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高约翰，李正鲁，朴钟弼，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：