复合集流体及其制备方法、极片、电芯和电池技术

本发明专利技术公开了复合集流体及其制备方法、极片、电芯和电池，涉及电池技术领域。公开的复合集流体，包括非金属层以及设置于非金属层相对两面的金属层，非金属层上设置有多个贯穿膜体的微孔，每个微孔内设置有使第两面金属层导通的金属填充，非金属层的孔隙率为30～70％。公开的制备方法，包括在非金属层的微孔内形成金属填充，以及在非金属层的相对两面分别设置第一金属层和第二金属层。公开的极片，包括上述复合集流体。公开的电芯，包括上述极片。公开的电池，包括上述电芯。本发明专利技术公开的复合集流体，在制备电池时，由于微孔内填充有金属，超声焊接时能利用金属填充实现多极耳焊接，不需要对复合集流体预先进行转接焊之后再进行超声焊接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
复合集流体及其制备方法、极片、电芯和电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及复合集流体及其制备方法、极片、电芯和电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命等特点而广泛应用电动汽车、储能、3C产品等领域，而目前提高电池的能量密度的方法主要使用高压实正负极材料，高面密度极片设计工艺，降低非活性物质占比。但随着材料压实提高以及极片面密度的增加极片孔隙率会降低，影响电池性能，复合集流体能够有效降低非活性物质重量，在不影响电池性能的前提下提高能量密度；同时，锂电池安全也是市场应用的痛点，复合集流体能够有效提高电池的安全性。
[0003]目前复合铜箔的制备方法主要是先通过磁控溅射或者蒸镀预先沉积集流体，再通过水介质电镀或其他方式增加集流体厚度，最终形成复合集流体。然而，这些方法主要存在以下缺点：1、由于蒸镀或者磁控溅射的产能速度影响，导致集流体的产能收到影响；2、金属层与非金属层之间的延展性不一致，导致辊压过程出现褶皱等不良；3、这种上层金属
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非金属
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下层金属结构，无电连接影响电池性能；4、复合结构的集流体在进行多极耳焊接时，往往需要对复合集流体转接焊之后再进行超声焊接。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供复合集流体及其制备方法、极片、电芯和电池，旨在改善
技术介绍
提到的至少一种问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种复合集流体，包括非金属层以及设置于非金属层相对两面的第一金属层和第二金属层，非金属层上设置有多个贯穿膜体的微孔，每个微孔内设置有使第一金属层和第二金属层导通的金属填充，非金属层的孔隙率为30～70％。
[0008]在可选的实施方式中，第一金属层、第二金属层以及金属填充的材质均为铜；
[0009]可选地，非金属层的材质为PET、BOPP、PI和PEN中一种，或上述材质中至少两种复合后的复合材质。
[0010]在可选的实施方式中，非金属层上的所有微孔的形状为圆形或六边形，或者一部分为圆形一部分为六边形。
[0011]在可选的实施方式中，每个微孔的直径为100μm～4mm。
[0012]在可选的实施方式中，非金属层的厚度为3～6μm，第一金属层和/或第二金属层的厚度为1～2μm。
[0013]第二方面，本专利技术提供如前述实施方式任一项的复合集流体的制备方法，包括：在非金属层的微孔内形成金属填充，以及在非金属层的相对两面分别设置第一金属层和第二
金属层。
[0014]在可选的实施方式中，采用电镀的方式在非金属层的微孔内形成金属填充，同时在非金属层的相对两面分别形成第一金属层和第二金属层；
[0015]可选地，电镀所用到的电镀液为铜盐溶液；进一步地，铜盐溶液为硫酸铜溶液。
[0016]第三方面，本专利技术提供一种极片，包括如前述实施方式任一项的复合集流体，或者如前述实施方式的制备方法制得的复合集流体。
[0017]第四方面，本专利技术提供一种电芯，包括如前述实施方式的极片；可选地，在所述电芯制备过程中，极片分切后不进行转接焊。
[0018]第五方面，本专利技术提供一种电池，包括如前述实施方式的电芯；可选地，在所述电池制备过程中，极片分切后不进行转接焊。
[0019]本专利技术具有以下有益效果：
[0020]通过上述设计得到的复合集流体，由于在非金属层的相对两侧设置金属层，并在其微孔内设置金属填充可实现两侧金属层的电连接；控制非金属层的孔隙率为30～70％能保证非金属层这一层单位面积内具有较高的金属含量，这样能够在超声焊接时利用金属填充实现多极耳焊接，不需要对复合集流体先转接焊之后再进行超声焊接；而孔隙率不超过70％又能保证非金属层具有足够的强度，进而保证复合集流体的强度。此外，由于金属填充实现了非金属层两侧金属层的导通，因此该复合集流体还具有电阻较低的特点。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0022]图1为复合集流体的剖视图；
[0023]图2为非金属层的结构示意图；
[0024]图3为不同实施例和对比例集流体面电阻统计图；
[0025]图4为不同实施例和对比例容量保持率统计图。
[0026]图标：100
‑
复合集流体；110
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第一金属层；120
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第二金属层；130
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非金属层；131
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微孔；132
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金属填充。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]下面本专利技术实施例提供的复合集流体100及其制备方法、极片、电芯和电池进行具体说明。
[0029]如图1所示，本专利技术实施例提供的复合集流体100，包括非金属层130以及设置于非金属层130相对两面的第一金属层110和第二金属层120，非金属层130上设置有多个贯穿膜
体的微孔131，每个微孔131内设置有使第一金属层110和第二金属层120导通的金属填充132，非金属层130的孔隙率为30～70％。
[0030]本专利技术实施例提供的复合集流体100，通过在非金属层130的相对两侧设置金属层，并在其微孔131内设置金属填充132以实现两侧金属层的电连接；控制非金属层130的孔隙率为30～70％能保证非金属层130这一层单位面积内具有较高的金属含量，这样能够在超声焊接时利用金属填充132实现多极耳焊接，不需要对复合集流体100转接焊之后再进行超声焊接；而孔隙率不超过70％又能保证非金属层130具有足够的强度，进而保证复合集流体100的强度。此外，由于金属填充132实现了非金属层130两侧金属层的导通，因此该复合集流体100还具有电阻较低的特点。
[0031]进一步地，为了进一步保证复合集流体100具有较低的电阻，第一金属层110、第二金属层120以及金属填充132的材质均为铜。
[0032]进一步地，为了保证复合集流体100的强度，非金属层130的材质为PET、BOPP、PI和PEN中一种，或上述材质中至少两种复合后的复合材质。
[0033]进一步地，非金属层130上的所有微孔131的形状为圆形或六边形，或者一部分为圆形一部分为六边形。圆形和六边形的形状能够保证微孔131结构的稳定性。孔为六边形时的数量n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，包括非金属层以及设置于所述非金属层相对两面的第一金属层和第二金属层，所述非金属层上设置有多个贯穿膜体的微孔，每个所述微孔内设置有使所述第一金属层和所述第二金属层导通的金属填充，所述非金属层的孔隙率为30～70％。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述第一金属层、所述第二金属层以及所述金属填充的材质均为铜；可选地，所述非金属层的材质为PET、BOPP、PI和PEN中一种，或上述材质中至少两种复合后的复合材质。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述非金属层上的所有所述微孔的形状为圆形或六边形，或者一部分为圆形一部分为六边形。4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，每个所述微孔的直径为100μm～4mm。5.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述非金属层的厚度为3～6μm，所述第一金属层和/或第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，李鑫，
申请(专利权)人：星恒电源滁州有限公司，
类型：发明
国别省市：