一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60

【技术实现步骤摘要】
一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。

技术介绍

[0002]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。但是，锂离子电池在使用过程中会出现膨胀、负极析锂等不良问题，存在隔膜被刺穿，容易发生电池内部短路，起火甚至爆炸的安全隐患。
[0003]目前锂离子电池一般使用压延铝箔作为正极集流体，压延铜箔作为负极集流体，但在使用过程中，电池会出现膨胀、负极析锂等不良问题，同时还存在隔膜穿刺破裂发生电池内部短路，起火甚至爆炸的安全隐患。

技术实现思路

[0004]为了改善现有技术的不足，本专利技术提供一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
°
，所述槽与槽之间形成网状结构；所述导电层可以形成整体的电子回路，该具有网状结构的导电层的设计优势在于当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率。
[0005]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种复合集流体，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
>°
。
[0007]本专利技术还提供一种正极片，所述正极片包括上述的复合集流体。
[0008]本专利技术还提供一种电化学装置，所述电化学装置包括上述的复合集流体和/或上述的正极片。
[0009]本专利技术的有益效果：
[0010]本专利技术提供了一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
°
，所述槽与槽之间形成网状结构；所述导电层可以形成整体的电子回路，该具有网状结构的导电层的设计优势在于当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率。
附图说明
[0011]图1为本专利技术一个优选方案所述的复合集流体的结构示意图。
[0012]图2为本专利技术一个优选方案所述的复合集流体的结构示意图。
[0013]附图标记：11为基材层，21为第一涂层，31为导电层，41为保护层；12为导电区域；22为槽；32为导电连接区域。
具体实施方式
[0014]如前所述，本专利技术提供一种复合集流体，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
°
。
[0015]根据本专利技术的实施方式，当槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
°
时，此时若电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率；当槽与槽之间的角度R不满足60
°
≤R≤120
°
时，即槽与槽之间的角度R<60
°
或者>120
°
时，此时若电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层无法实现在高温熔断及时切断电流，不能有效防止电池出现热失控导致的起火爆炸，不能改善电池针刺测试的通过率。
[0016]根据本专利技术的实施方式，所述槽贯穿所述导电层。
[0017]根据本专利技术的实施方式，所述槽的形状没有特别的限定，可以是规则的，也可以是不规则的。示例性地，所述槽的形状为方形、圆形、椭圆形、菱形或三角形等等中的至少一种。优选地，所述槽的形状为椭圆形，且椭圆形的长轴和短轴的比为1～10。示例性地，所述长轴的长度为3～8mm(如5mm)，所述短轴的长度为0.3～3mm(如1mm)。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述复合集流体还包括第一涂层和/或保护层；所述保护层设置在导电层表面，所述导电层设置在基材层表面；或者，所述导电层设置在第一涂层表面，所述第一涂层设置在基材层表面；或者，所述保护层设置在导电层表面，所述导电层设置在第一涂层表面，所述第一涂层设置在基材层表面。
[0019]根据本专利技术的实施方式，所述导电层上设置成网状结构，所述网状结构是若干个槽形成的，即所述槽与槽之间形成网状结构。
[0020]根据本专利技术的实施方式，至少三个相邻的槽共用一个顶点形成导电连接区域，如三个或四个相邻的槽共用一个顶点形成导电连接区域。
[0021]根据本专利技术的实施方式，所述导电层可以作为电子通道，贯通集流体整体，在锂离子电池应用中正常发挥电子传输功能；所述导电层(特别是导电连接区域)还可以作为保险丝，当局部导电层出现短路异常时，大电流通过导电层，瞬间的高温会使该局部导电层蒸发，及时切断电流和将异常区域独立，其余导电层依然正常运作。
[0022]根据本专利技术的实施方式，所述网状结构可以是一体成型，也可以是拼接而成。
[0023]根据本专利技术的实施方式，所述网状结构可以是呈阵列状分布的结构，也可以是呈随机状分布的结构。优选地，所述网状结构是呈阵列状分布的结构，此时能够获得性能均一的复合集流体。
[0024]根据本专利技术的实施方式，所述网状结构满足如下条件中的至少一项：
[0025](1)所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2至120mm2；
[0026](2)所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％至25％。
[0027]示例性地，所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2、2mm2、5mm2、8mm2、10mm2、20mm2、30mm2、40mm2、50mm2、80mm2、90mm2或100mm2。
[0028]示例性地，所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％、2％、3％、4％、
5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。
[0029]研究发现，当所述网状结构满足上述条件时，所述复合集流体中的导电层可以形成整体的电子回路。当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中作为保险丝的导电连接区域会因为高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，有利于提高电池针刺测试的通过率。
[0030]根据本专利技术的实施方式，所述网状结构中的相邻槽之间的最小距离为1mm至10mm；例如为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。当所述网状结构满足上述条件时，所述复合集流体中的导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，其特征在于，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60
°
≤R≤120
°
。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述槽贯穿所述导电层；优选地，所述槽与槽之间形成网状结构；所述网状结构满足如下条件中的至少一项：(1)所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2至120mm2；(2)所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％至25％。3.根据权利要求2所述的复合集流体，其特征在于，所述网状结构中的相邻槽之间的最小距离为1mm至10mm；和/或，所述网状结构中的相邻槽之间的最大距离为1mm至20mm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体的厚度T0为1μm≤T0≤30μm；和/或，所述复合集流体的断裂延展率大于等于10％；和/或，所述复合集流体的拉伸强度大于等于150MPa；和/或，所述复合集流体的表面达因值大于35mN/m。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，所述基材层包括聚合物高分子材料，所述聚合物高分子材料包括聚丙烯(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)、聚氯乙烯(PVC)或其衍生物中的至少一种；和/或，所述基材层...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄启星，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：发明
国别省市：