复合集流体及其传感器结构、极片、电池及制备方法技术

本发明专利技术提供一种复合集流体及其传感器结构、极片、电池及制备方法，复合集流体传感器结构包括聚合物基底、聚合物涂层、传感器层、金属层。设计微型薄膜化多点温度传感器结构，通过将在聚合物基底进行磁控溅射方法形成传感器结构，采用凹版印刷形式将传感器结构进行封装，通过掩模板光刻技术暴露传感器引脚结构，并且在聚合物层双面采用水电镀形式，形成金属层。该复合集流体传感器结构将多点温度传感器集成在复合集流体传感器中间层，可实现锂离子电池内部无损多点温度监测，通过不同金属层的选择该结构可兼容锂离子电池正负极极片涂布要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
复合集流体及其传感器结构、极片、电池及制备方法


[0001]本申请涉及锂离子电池集流体领域和锂离子电池内埋传感器领域的
，特别是一种复合集流体及其传感器结构、极片、电池及制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池应用越来越广泛，尤其目前新能源汽车产业的发展对于锂离子电池提出更高要求。锂离子电池能量密度高，是动力电池广泛使用的电池，但是还存在热失控的风险，对于新能源汽车乘用人员人身安全是不确定因素。新能源汽车发生热失控，主要的原因是锂离子电池内部局部热点蔓延，进一步引起热量失控，及时发现锂离子电池内部局部热点，提早预警电池失控，对于保护乘用人员安全具有重要意义。监测单体电池的内部温度可有效发现电池内部异常温升，提前预警热失控，但是传统的电池内部温度传感器放置在隔膜与极片之间，对于电池有损伤，是电池内部的异物，增加了电池的安全隐患。鉴于此，有必要发展一种无损的电池内部温度监测方式，有效预警热失控。
[0003]现有技术中将薄膜温度传感器放置在电池之间，可用于监测电池表面温度，但是其测温方式只能检测电池表面温度，对于电池内部温度变化无法及时监测，无法有效预警电池热失控的发生。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种复合集流体、传感器结构、电池及制备方法，设计多点温度传感器与锂离子电池复合集流体集成，可以实现电池内部多点无损温度监测。
[0005]第一方面，提供了一种复合集流体，包括聚合物基底、聚合物涂层和传感器，所述传感器设置于所述聚合物基底和所述聚合物涂层之间，所述传感器包括热敏传感部分、引线和引脚，所述引线连接在所述热敏传感部分和所述引脚之间，所述聚合物涂层设置有光刻孔，以外露出所述传感器的引脚。
[0006]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述热敏传感部分的两端分别与平行间隔设置的2个引线连接，在所述2个引线形成的间隔空间内，所述热敏传感部分的热敏材料弯曲设置，使热敏传感部分的总长度大于所述2个引线之间的间隔距离。
[0007]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述热敏传感部分为同心圆结构，两条引线分别从内层圆和外层圆引出。
[0008]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括沿第一方向均匀排列的多个热敏传感部分。
[0009]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括第一热敏传感部分、第二热敏传感部分、第一公共引线、第一工作引线和第二工作引线，所述第一热敏传感部分的一端、第二热敏传感部分的一端均与所述第一公共引线连接，所述第一工作引线与所述第一热敏传感部分的另一端连接，所述第二工作引线与所述第二热敏传感部分的另一端连接，所述第二工作引线在所述第一热敏传感部分附近弯折。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述复合集流体包括沿第二方向排列的多个传感器。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器还包括沿第二方向均匀排列的多个热敏传感部分，所述第一方向和所述第二方向垂直设置。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括第三热敏传感部分和第三工作引线，所述第三热敏传感部分与所述第二热敏传感部分沿所述第二方向排列，所述第三热敏传感部分的一端与所述第一公共引线连接，所述第三工作引线与所述第三热敏传感部分的另一端连接，所述第三工作引线在所述第二热敏传感部分附近弯折。
[0013]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括第四热敏传感部分、第二公共引线和第四工作引线，所述第四热敏传感部分与所述第二热敏传感部分沿所述第二方向排列，所述第四热敏传感部分的一端与所述第二公共引线连接，所述第四工作引线与所述第四热敏传感部分的另一端连接，所述第二公共引线和所述第四工作引线均在所述第二热敏传感部分附近弯折。
[0014]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括沿第二方向均匀排列的多个热敏传感部分。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述传感器包括第五热敏传感部分、第六热敏传感部分、第七热敏传感部分、公共引线、第五工作引线、第六工作引线和第七工作引线，所述第六热敏传感部分位于所述第五热敏传感部分和所述第七热敏传感部分之间，所述第五热敏传感部分的一端、第六热敏传感部分的一端和所述第七热敏传感部分的一端均与所述第一公共引线连接，所述第五工作引线与所述第五热敏传感部分的另一端连接，所述第六工作引线与所述第六热敏传感部分的另一端连接，所述第七工作引线与所述第七热敏传感部分的另一端连接，所述第五工作引线和所述第七工作引线均在所述第六热敏传感部分附近弯折。
[0016]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述复合集流体满足以下至少一项：
[0017]所述聚合物基底和/或所述聚合物涂层的材料选自聚酰亚胺、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯中的至少一种；
[0018]所述聚合物基底和/或所述聚合物涂层的厚度为2
‑
5μm；
[0019]所述传感器的厚度为0.5～1.5μm；
[0020]所述热敏传感部分的横向宽度为1～5mm；
[0021]相邻两个热敏传感部分之间的间距为10～50mm。
[0022]第二方面，提供了一种复合集流体传感器结构，所述复合集流体传感器结构包括2个金属层和如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的复合集流体，所述复合集流体夹设于所述2个金属层之间。
[0023]第三方面，提供了一种极片，所述极片包括如上述第二方面中的任意一种实现方式中所述的复合集流体传感器结构和2个极片材料，所述复合集流体传感器结构夹设于所述2个极片材料之间。
[0024]第四方面，提供了一种电池，所述电池包括层叠设置的多个隔膜和多个极片，所述多个极片包括如上述第三方面中的任意一种实现方式中所述的极片。
[0025]第五方面，提供了一种电池，所述电池包括第一极片和第二极片，所述第一极片包括第一复合集流体，所述第二极片包括第二复合集流体，其中复合集流体包括聚合物基底、聚合物涂层和传感器，所述传感器设置于所述聚合物基底和所述聚合物涂层之间，所述传感器包括热敏传感部分、引线和引脚，引线连接在热敏传感部分和引脚之间，聚合物涂层设置有光刻孔，以外露出传感器的引脚；
[0026]所述第一复合集流体的传感器具有沿第一方向排列的多个热敏传感部分；
[0027]所述第二复合集流体的传感器具有沿第二方向排列的多个热敏传感部分，所述第一方向和所述第二方向垂直设置。
[0028]第六方面，提供了一种复合集流体传感器结构的制备方法，包括：
[0029]将聚酰亚胺原材料采用流延和湿法双拉工艺进行制备，将成型的基材分切为所需尺寸；
[0030]利用磁控溅射技术，在聚合物基底表面依次溅射铬镀层、热敏传感部分、引线引脚，形成传感器；
[0031]在聚合物基底表面涂覆聚合物涂层，在聚合物涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，其特征在于，包括聚合物基底(2)、聚合物涂层(4)和传感器(3)，所述传感器(3)设置于所述聚合物基底(2)和所述聚合物涂层(4)之间，所述传感器(3)包括热敏传感部分(31)、引线(32)和引脚(33)，所述引线(32)连接在所述热敏传感部分(31)和所述引脚(33)之间，所述聚合物涂层(4)设置有光刻孔(41)，以外露出所述传感器(3)的引脚(33)。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述热敏传感部分(31)的两端分别与平行间隔设置的2个引线(32)连接，在所述2个引线(32)形成的间隔空间内，所述热敏传感部分(31)的热敏材料弯曲设置，使热敏传感部分(31)的总长度大于所述2个引线(32)之间的间隔距离。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述热敏传感部分(31)为同心圆结构，两条引线(32)分别从内层圆和外层圆引出。4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括沿第一方向均匀排列的多个热敏传感部分(31)。5.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括第一热敏传感部分(31a)、第二热敏传感部分(31b)、第一公共引线、第一工作引线和第二工作引线，所述第一热敏传感部分(31a)的一端、第二热敏传感部分(31b)的一端均与所述第一公共引线连接，所述第一工作引线与所述第一热敏传感部分(31a)的另一端连接，所述第二工作引线与所述第二热敏传感部分(31b)的另一端连接，所述第二工作引线在所述第一热敏传感部分(31a)附近弯折。6.根据权利要求4或5所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体包括沿第二方向排列的多个传感器(3)。7.根据权利要求4或5所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)还包括沿第二方向均匀排列的多个热敏传感部分(31)，所述第一方向和所述第二方向垂直设置。8.根据权利要求7所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括第三热敏传感部分(31n)和第三工作引线，所述第三热敏传感部分(31n)与所述第二热敏传感部分(31b)沿所述第二方向排列，所述第三热敏传感部分(31n)的一端与所述第一公共引线连接，所述第三工作引线与所述第三热敏传感部分(31n)的另一端连接，所述第三工作引线在所述第二热敏传感部分(31b)附近弯折。9.根据权利要求7或8所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括第四热敏传感部分(31p)、第二公共引线和第四工作引线，所述第四热敏传感部分(31p)与所述第二热敏传感部分(31b)沿所述第二方向排列，所述第四热敏传感部分(31p)的一端与所述第二公共引线连接，所述第四工作引线与所述第四热敏传感部分(31p)的另一端连接，所述第二公共引线和所述第四工作引线均在所述第二热敏传感部分(31b)附近弯折。10.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括沿第二方向均匀排列的多个热敏传感部分(31)。11.根据权利要求10所述的复合集流体，其特征在于，所述传感器(3)包括第五热敏传感部分(31f)、第六热敏传感部分(31e)、第七热敏传感部分(31h)、公共引线、第五工作引线、第六工作引线和第七工作引线，所述第六热敏传感部分(31e)位于所述第五热敏传感部分(31f)和所述第七热敏传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，刘静，宋世湃，吴超，鲍垠桦，王可，郭瑞，杨丞，解晶莹，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：