集流体和极片及电池制造技术

本申请提供一种集流体和极片及电池，集流体包括基材层和导电层，基材层采用的材料包括聚合物高分子材料；导电层设置于基材层自身厚度方向上的至少一个面上，导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率。其中，基材层可起支撑作用；由于导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率，在受冲击时基材层会先延展再断裂，导电层会在基材层断裂前就出现断裂，由于基材层的延展形变和导电层的断裂使得正极集流体局部绝缘，这可有效阻止具有该集流体的电池正负极间的短路大电流通过。因此，本申请的集流体可降低用户的使用风险。集流体可降低用户的使用风险。集流体可降低用户的使用风险。

【技术实现步骤摘要】
集流体和极片及电池


[0001]本申请涉及新能源电池
，具体涉及一种集流体和极片及电池。

技术介绍

[0002]随着新能源的发展，锂离子电池因电池容量大，循环寿命长等优点，被广泛应用于不同的产品，如笔记本电脑、便携手机、新能源车等。
[0003]目前锂离子电池一般使用压延铝箔作为正极集流体，但受限于比容量高的正负极材料的开发技术瓶颈，轻量化正极集流体的需求日渐凸显，在使用过程中，锂离子电池普遍存在受到挤压、撞击或者穿刺时极易发生电池内部短路，起火甚至爆炸的安全隐患。
[0004]基于以上原因，为了降低用户的使用风险，需研发一种新的正极集流体。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是为了解决轻量化正极集流体并降低用户使用风险的问题。有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种集流体和极片及电池，该集流体能够降低用户的使用风险。
[0006]为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种集流体，集流体包括基材层和导电层；导电层设置于基材层自身厚度方向上的至少一个面上，导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率。
[0007]一种可能的实施例中，基材层为聚合物高分子材料聚合物膜层。
[0008]一种可能的实施例中，基材层的厚度为1μm≤T1≤35μm，优选地，基材层的厚度为1.5μm≤T1≤10μm。
[0009]一种可能的实施例中，基材层的表面粗糙度为0.05μm≤Ra≤1.0μm，优选地，基材层的表面粗糙度为0.1μm≤Ra≤0.5μm。
[0010]一种可能的实施例中，集流体包括位于基材层和导电层间的粘接层。
[0011]一种可能的实施例中，粘接层的厚度为10nm≤T2≤2000nm,优选地，粘接层的厚度为100nm≤T2≤1000nm。
[0012]一种可能的实施例中，集流体包括固着导电层的保护层，保护层包括固着于导电层的内表面的内保护层，其中，导电层的内表面靠近基材层。
[0013]一种可能的实施例中，内保护层的厚度为1nm≤T3≤100nm，优选地，内保护层的厚度为6nm≤T2≤50nm。
[0014]一种可能的实施例中，集流体包括固着导电层的保护层，保护层包括固着于导电层的外表面的外保护层，其中，导电层的外表面位于导电层背离基材层的一侧，进一步的，外保护层的厚度为10nm≤T5≤180nm，优选地，外保护层的厚度为20nm≤T5≤50nm。
[0015]一种可能的实施例中，保护层为通过电镀钝化法或者通过高功率磁控溅射法固着导电层的金属氧化物镀层；或者，保护层为通过物理气相沉积法固着导电层的金属镀层。
[0016]一种可能的实施例中，导电层的厚度为400nm≤T4≤1600nm，优选地，导电层的厚
度为700nm≤T4≤1300nm。
[0017]一种可能的实施例中，集流体的厚度为2μm≤T0≤40μm，优选地，集流体的厚度为2μm≤T0≤12μm。
[0018]本申请第二方面提供一种极片，极片包括以上所述的集流体及设置于集流体上的活性物质层。
[0019]本申请第三方面提供一种电池，电池包括电解液及以上所述的极片。
[0020]通过设置基材层起支撑作用，并设置为导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率，可以使得集流体在受到重物冲击过程中，基材层会先延展再断裂甚至不断裂；由于导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率，导电层会在基材层断裂前就出现断裂，由于基材层的延展形变和导电层的断裂使得片集流体局部绝缘，这可在受到冲击时有效阻止具有该集流体的电池正负极间的短路大电流通过。因此，可以降低甚至避免电池发生热失控、冒烟、起火爆炸等事故的发生，可有效提高具有该集流体的电池的安全性。进而降低用户的使用风险。
附图说明
[0021]图1为本申请实施例提供的一种集流体的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0023]为了更方便的了解本申请，下面根据具体实施例并结合附图描述本申请。
[0024]第一方面，参见图1所示，本申请提供一种集流体，集流体包括基材层1和导电层2，导电层2为锂离子电池的主要电子传输通道；基材层1可起到支撑的作用；导电层2设置于基材层1自身厚度方向上的至少一个面上，导电层2的断裂延伸率低于基材层1的断裂延伸率。导电层的断裂延伸率设置为低于基材层的断裂延伸率，可以使得集流体在受到重物冲击过程中，基材层会先延展再断裂，当基材层的断裂延伸率远远高于导电层的断裂延伸率时，在收到冲击时基材层甚至只延展不断裂；由于导电层的断裂延伸率低于基材层的断裂延伸率，导电层会在基材层断裂前就出现断裂，由于基材层的延展形变和导电层的断裂使得集流体局部绝缘，这在受到冲击时可有效阻止具有该集流体的电池正负极间的短路大电流通过。因此，可以降低甚至避免电池发生热失控、冒烟、起火爆炸等事故的发生，可有效提高具电池的安全性。进而可降低用户的使用风险。
[0025]又一种实施例中，集流体的断裂延伸率大于等于2％。
[0026]优选地，集流体的断裂延伸率大于等于30％。
[0027]又一种实施例中，集流体拉伸强度大于240Mpa。
[0028]又一种实施例中，基材层1为聚合物高分子材料经双向拉伸形成的聚合物膜层。由于聚合物高分子材料的延展性优于常规压延铝箔，通过在集流体中设置聚合物高分子材料作为基材层1用材料，能够起支撑作用并可以提高基材层1的延展性还可减轻集流体的重
量，有利于集流体轻量化。
[0029]其中，聚合物高分子材料可采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸脂(PC)及以上材料的共聚物中的一种或多种的混合。
[0030]又一种实施例中，基材层1的厚度为1μm≤T1≤35μm。
[0031]优选地，基材层1的厚度为1.5μm≤T1≤10μm。
[0032]又一种实施例中，基材层1的表面粗糙度为0.05μm≤Ra≤1.0μm。
[0033]优选地，基材层1的表面粗糙度为0.1μm≤Ra≤0.5μm。
[0034]又一种实施例中，集流体包括位于基材层1和导电层2间的粘接层3。粘接层3主要作用是增加基材层1和导电层2之间的结合力，能够抵御热冲击、力冲击或者电解液腐蚀而不脱落。如果没有粘接层3，比如，在经过电池制作工艺辊压时基材层1和导电层2会由于延伸率差异大出现剥离分层现象，导致导电层2容易受到电解液的渗透腐蚀，通过在导电层2与基材层1之间设计粘接层3可以降低甚至避免这种现象的发生。
[0035]又一种实施例中，粘接层3采用的材料为丁苯橡胶、顺丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集流体，其特征在于，包括：基材层(1)；为聚合物高分子材料经双向拉伸形成的聚合物膜层；导电层(2)，设置于所述基材层(1)自身厚度方向上的至少一个面上，所述导电层(2)的断裂延伸率低于所述基材层(1)的断裂延伸率,所述基材层(1)的表面粗糙度为0.05μm≤Ra≤1.0μm。2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述基材层(1)的厚度为1μm≤T1≤35μm。3.根据权利要求2所述的集流体，其特征在于，所述基材层(1)的厚度为1.5μm≤T1≤10μm，和/或，所述基材层(1)的表面粗糙度为0.1μm≤Ra≤0.5μm。4.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体包括位于所述基材层(1)和所述导电层(2)间的粘接层(3)。5.根据权利要求4所述的集流体，其特征在于，所述粘接层(3)的厚度为10nm≤T2≤2000nm。6.根据权利要求5所述的集流体，其特征在于，所述粘接层(3)的厚度为100nm≤T2≤1000nm。7.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体包括保护层，所述保护层包括固着所述导电层(2)的内表面的内保护层(41)，其中，所述导电层(2)的内表面靠近所述基材层(1)。8.根据权利要求7所述的集流体，其特征在于，所述内保护层(41)的厚度为1nm≤T3≤100nm。9.根据权利要求8所述的集流体，其特征在于，所述内保护层(41)的厚度为6nm≤T2≤50nm。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊义，李素丽，贺飞，林文荣，黄魏，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：新型
国别省市：