复合集流体及其制备方法、电极极片和二次电池技术

本发明专利技术涉及一种复合集流体及其制备方法、电极极片和二次电池。上述复合集流体包括：聚合物基膜和设置在聚合物基膜两侧表面之上的镀铝层，镀铝层包括第一子层和第二子层，第一子层较第二子层更靠近聚合物基膜，第一子层中铝颗粒的粒径为10nm～30nm，第二子层中铝颗粒的粒径为80nm～100nm。上述复合集流体不仅具有较高的导电率，同时还具有较高的表面能，在活性物质的涂覆过程中，可以明显改善电池极片与集流体之间的界面内阻，提高锂电池的容量和循环性能。循环性能。循环性能。

Composite current collector and its preparation method, electrode sheet and secondary battery

【技术实现步骤摘要】
复合集流体及其制备方法、电极极片和二次电池


[0001]本专利技术涉及电池领域，特别是涉及一种复合集流体及其制备方法、电极极片和二次电池。

技术介绍

[0002]常规的非水性二次电池的正极集流体采用的是高纯铝箔，其采用压轧工艺制作。为了保证铝箔的平整度，压轧工艺中所采用的压辊表面的光滑度较高，导致集流体表面的表面能较低，致使集流体在涂覆正极的活性物质时，活性物质不能与集流体进行有效的贴合，进而使得活性物质与集流体之间的界面电阻过大，影响电池性能。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种能够使集流体的表面能高，与活性物质之间的界面电阻小的复合集流体。
[0004]此外，还有必要提供一种复合集流体的制备方法、包括该复合集流体的电极极片和二次电池。
[0005]一种复合集流体，包括：聚合物基膜和设置在所述聚合物基膜两侧表面之上的镀铝层，所述镀铝层包括第一子层和第二子层，所述第一子层较所述第二子层更靠近所述聚合物基膜，所述第一子层中铝颗粒的粒径为10nm～30nm，所述第二子层中铝颗粒的粒径为80nm～100nm。
[0006]在其中一个实施例中，各所述镀铝层的厚度独立地为0.3μm～3μm。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一子层有多个，多个所述第一子层依次层叠排列在所述聚合物基膜和所述第二子层之间。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一子层的个数≤19。
[0009]在其中一个实施例中，所述聚合物基膜的厚度为1μm～25μm。
[0010]在其中一个实施例中，所述聚合物基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
[0011]一种复合集流体的制备方法，包括如下步骤：
[0012]在聚合物基膜的两侧表面上均形成镀铝层，制备复合集流体；其中，所述镀铝层包括第一子层和第二子层，所述第一子层较所述第二子层更靠近所述聚合物基膜，所述第一子层中铝颗粒的粒径为10nm～30nm，所述第二子层中铝颗粒的粒径为80nm～100nm。
[0013]在其中一个实施例中，采用真空蒸镀或磁控溅射的方式形成所述镀铝层。
[0014]在其中一个实施例中，形成所述镀铝层的过程中，工艺参数如下：蒸发温度≥600℃，真空度＜0.01Pa，镀膜速度＞10m/min，且形成所述第一子层的蒸发温度大于形成所述第二子层的蒸发温度。
[0015]形成所述第一子层的蒸发温度为700℃～750℃，形成所述第二子层的蒸发温度为600℃～700℃。
[0016]一种电极极片，包括：集流体和涂覆在所述集流体两侧的活性材料，所述集流体为上述的复合集流体或上述的复合集流体的制备方法制备的复合集流体。
[0017]一种二次电池，包括上述的电极极片。
[0018]上述复合集流体包括聚合物基膜和镀铝层，聚合物基膜用于支撑镀铝层，镀铝层包括不同粒径的两层结构，由于第一子层中铝颗粒的粒径小，紧密度较高，可保证镀铝层具有较高的电导率，第二子层中铝颗粒的粒径大，紧密度较低，使得镀铝层的表面能较高，可以很好地解决传统铝箔界面电阻高的问题，因此，上述复合集流体通过控制镀铝层的不同子层中颗粒的粒径，使得复合集流体在具有较高的表面能的同时，还能保证较高的导电率，在活性物质的涂覆过程中，可以明显改善电池极片与集流体之间的界面内阻，提高锂电池的容量和循环性能。
附图说明
[0019]图1为一实施方式的复合集流体的结构示意图；
[0020]图2为用实施例1和对比例1的复合集流体所制备的锂电池的内阻比较图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施方式对本专利技术进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]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专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0023]在本文中，铝颗粒的粒径是指其中位粒径。
[0024]请参阅图1，一实施方式的复合集流体100，包括聚合物基膜110和设置在聚合物基膜110两侧表面之上的镀铝层120，镀铝层120包括第一子层122和第二子层124，第一子层122较第二子层124更靠近聚合物基膜110，第一子层122中铝颗粒的粒径为10nm～30nm，第二子层124中铝颗粒的粒径为80nm～100nm。
[0025]具体地，第一子层122中铝颗粒的粒径为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、10nm～15nm、15nm～20nm、10nm～20nm、15nm～25nm、20nm～25nm或25nm～30nm等。第二子层124中铝颗粒的粒径为80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、80nm～85nm、85nm～90nm、90nm～95nm、95nm～100nm、80nm～90nm或85nm～95nm。
[0026]进一步地，第一子层122有多个，多个第一子层122依次层叠排列在聚合物基膜110和第二子层124之间。更进一步地，第一子层122的个数≤19。例如，第一子层122的个数为2、5、8、10、12、15、17或19。优选地，第一子层122的个数为8～12。
[0027]其中，各镀铝层120的厚度≤5μm。进一步地，各镀铝层120的厚度独立地为0.3μm～3μm。例如，各镀铝层120的厚度独立地为0.3μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、0.3μm～0.5μm、0.5μm～1μm、1μm～1.5μm、1.5μm～2μm、2μm～2.5μm、2.5μm～3μm、0.3μm～1μm、0.5μm～1.5μm、1μm～2μm、1.5μm～2.5μm、2μm～3μm等。更进一步地，镀铝层120对称地设置在聚合物
基膜110的两侧表面上。
[0028]由于第一子层122中铝颗粒的粒径小，紧密度较高，可保证镀铝层120具有较高的电导率，而第二子层124中铝颗粒的粒径大，紧密度较低，导致镀铝层120的最外层的表面能较高，可以很好地解决传统铝箔界面电阻高的问题。
[0029]进一步地，镀铝层120的纯度≥99.8％。
[0030]具体地，聚合物基膜110的厚度为1μm～25μm。例如，聚合物基膜110的厚度为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、1μm～10μm、5μm～15μm、10μm～20μm、1μm～5μm、5μm～10μm、10μm～15μm、15μm～20μm、20μm～25μm等。
[0031]具体地，聚合物基膜110选自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。上述聚合物基膜110的密度低，能够进一步降低复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，其特征在于，包括：聚合物基膜和设置在所述聚合物基膜两侧表面之上的镀铝层，所述镀铝层包括第一子层和第二子层，所述第一子层较所述第二子层更靠近所述聚合物基膜，所述第一子层中铝颗粒的粒径为10nm～30nm，所述第二子层中铝颗粒的粒径为80nm～100nm。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，各所述镀铝层的厚度独立地为0.3μm～3μm。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述第一子层有多个，多个所述第一子层依次层叠排列在所述聚合物基膜和所述第二子层之间。4.根据权利要求3所述的复合集流体，其特征在于，所述第一子层的个数≤19。5.根据权利要求1～4任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述聚合物基膜的厚度为1μm～25μm。6.根据权利要求1～4任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述聚合物基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。7.一种复合集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在聚合物基膜的两侧表面上均形成镀铝层，制备复合集流体；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成豪，李学法，张国平，
申请(专利权)人：江阴纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：