一种复合集流体、极片和锂离子电池制造技术

本申请公开了一种复合集流体、极片和锂离子电池，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度。本申请提供的复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。大大改善该复合集流体的导电性能。大大改善该复合集流体的导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合集流体、极片和锂离子电池


[0001]本申请涉及电池
，更具体地说，它涉及一种复合集流体、极片和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因为其高能量密度、高容量、高续航和高安全性能等优点被广泛应用于移动设备以及新能源汽车等领域。然而，锂离子电池在一些极端情况下(如针刺、挤压、撞击等)会导致电池内部短路引起热失控从而引发安全事故，因此改善锂离子电池的安全性能受到越来越高的关注。
[0003]现有技术中，锂离子电池的集流体通常采用金属箔材，在电池内部发生短路的情况下无法切断电源，会导致热量聚集最终引起热失控。为了解决这一问题，一些研究者采用复合箔材代替金属箔材作为锂离子电池的集流体，复合箔材作为集流体在电池内部发生短路时会收缩，从而降低了电池内部的持续短路，提高了锂离子电池的热稳定性。复合箔材通常为在两侧金属层中添加一层高分子基材层，这种结构的复合箔材电阻较大，导电性能差，从而会影响锂离子电池的正常使用。
[0004]因此，急需一种导电性能良好且安全性能高的复合集流体。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，该复合集流体的导电性能良好且安全性能高。
[0006]为解决上述一个或多个技术问题，本申请采用的技术方案是：
[0007]第一方面，本申请提供了一种复合集流体，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度。
[0008]进一步的，所述高分子基体层两面均设置有所述粘合层，所述粘合层上均设置有所述金属层。
[0009]进一步的，所述铝珠至少包括两种，两种所述铝珠的粒径大小不相同，粒径较大的所述铝珠在所述高分子基体层中形成导通电路，粒径较小的所述铝珠用于提供电子电导。
[0010]进一步的，所述高分子基体层的厚度为5
‑
15μm。
[0011]进一步的，所述高分子基体层包括聚对苯二甲酸乙二酯层。
[0012]进一步的，所述金属层的材料包括铜、铝中的至少一种。
[0013]进一步的，所述金属层的厚度为1
‑
3μm。
[0014]进一步的，所述复合集流体的厚度为18
‑
22μm。
[0015]第二方面，本申请还提供了一种复合集流体的制备方法，所述方法包括：
[0016]将铝珠与高分子粉末混合均匀，熔融挤出成型，形成掺杂有所述铝珠的高分子基体层；
[0017]将粘合剂涂覆到所述高分子基体层的至少一面形成具有粘合层的高分子基体层；
[0018]将金属蒸镀到所述粘合层表面形成金属层。
[0019]第三方面，本申请还提供了一种极片，所述极片包括上述的复合集流体以及覆盖在所述复合集流体表面的活性材料层，所述极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铝，所述负极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铜。
[0020]第四方面，本申请还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜以及电解质，所述正极极片、所述负极极片为上述的正极极片和负极极片。
[0021]根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
[0022]本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。
[0023]另外，在高分子基体层的至少一面设置粘合层，一方面可以提高高分子基体层与金属层之间的粘结力，另一方面，粘合层覆盖了高分子基体层表面，防止共混时覆盖在高分子基体层内的铝珠暴露在高分子基体层表面直接与金属层接触。
[0024]当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
[0026]图1为本申请实施例一提供的复合集流体的结构示意图；
[0027]图2为本申请实施例二提供的复合集流体的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将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所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]如
技术介绍
所述，采用复合箔材代替金属箔材作为锂离子电池的集流体虽然可以降低电池内部的持续短路，提高锂离子电池的热稳定性，但是复合箔材通常为在两侧金属层中添加一层高分子基材层，这种结构的复合箔材电阻较大，导电性能差，从而会影响锂离子电池的正常使用。对此，本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。
[0030]以下将通过具体实施例进行介绍。
[0031]实施例一
[0032]针对上述问题，本申请实施例创造性地提出了一种复合集流体。图1为本申请实施例一提供的复合集流体的结构示意图。如图1所示，所述复合集流体包括高分子基体层100、设置在所述高分子基体层100一面的粘合层200以及设置在所述粘合层200一面的金属层300，所述高分子基体层100内设置有铝珠400。
[0033]高分子基体层100的作用是当锂离子电池发生针刺时，利用其自身的延伸性，发生熔融而使极片破损，由此阻断电池内部的电子通路，防止内短路。另外，由于高分子基体层100的质量较轻，可以减轻复合集流体的重量，提高锂离子电池的能量密度。
[0034]本申请实施例中，所述高分子基体层100包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚亚甲基萘、聚偏氟乙烯、聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯
‑
共
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三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，其特征在于，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度，所述铝珠至少包括两种，两种所述铝珠的粒径大小不相同，粒径较大的所述铝珠在所述高分子基体层中形成导通电路，粒径较小的所述铝珠用于提供电子电导。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子基体层两面均设置有所述粘合层，所述粘合层上均设置有所述金属层。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子基体层的厚度为5
‑
15μm。4.根据权利要求3所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，韩波，冯玉川，陈凯，何泓材，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：