一种复合集流体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合集流体及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种复合集流体及其制备方法、电极片及二次电池


[0001]本专利技术涉及二次电池领域，具体涉及一种复合集流体及其制备方法
、
电极片及二次电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池因为具有能量密度高
、
无记忆效应
、
循环寿命长
、
环境友好等优点，广泛应用于
3C、
电动汽车和电动工具等产品中
。
随着锂电池行业的竞争越来越激烈，对锂电池能量密度的要求也越来越高，其中一种方式是通过使用复合集流体来满足这一要求
。
[0003]常见的复合集流体为典型的三明治结构，包括高分子材料层和通过蒸镀的方式沉积在高分子材料层表面的导电金属层
。
例如厚度为8μ
m
的复合铝箔，包括厚度1μ
m
的镀铝层
+
厚度6μ
m
的高分子材料层
+
厚度1μ
m
的镀铝层
。
此种复合集流体相比于常规铝箔集流体，一方面可减轻集流体的重量，从而提升电芯的质量能量密度；另一方面还可以减少极片断裂时断面毛刺的产生，从而降低电芯发生短路的概率，提升电芯的机械安全性能
。
例如相较于8μ
m
厚的常规铝箔集流体，8μ
m
厚的复合铝箔集流体的总质量小了约
40
％，电芯质量小了约
1.2
％
(
集流体质量占比按电芯质量的
3wt
％计
)
，电芯的质量能量密度提高了约
1.2
％
。
[0004]但现有的复合集流体也还存在以下问题：由于复合集流体两侧导热性较好的导电金属层很薄
(
厚度一般在1～2μ
m)
，而占复合集流体主要部分的高分子材料层
(
其厚度通常为导电金属层厚度的2倍以上
)
的导热性不佳，极容易造成热量的累积，当热量的累积达到一定程度时，
SEI
膜
、
电解液和阴极活性物质等接连发生分解，最终发生热失控反应，电芯起火甚至爆炸
。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种复合集流体，以改善常规复合集流体存在的因导热性差而导致的热失控问题
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种复合集流体，包括：
[0009]基体层，包括发泡基体和第一聚合物，
[0010]导电金属层，沉积于所述基体层的至少一表面；
[0011]其中，所述发泡基体包括发泡剂和第二聚合物，所述发泡剂用于在所述第二聚合物软化后发泡并使得发泡基体厚度增加，以将沉积在发泡基体表面的导电金属顶出导电金属层外；所述第二聚合物的熔点为
80
～
120℃
，所述第一聚合物的熔点高于所述第二聚合物的熔点
。
[0012]优选的，所述基体层的厚度为2～
20
μ
m
；所述导电金属层的厚度为
0.5
～
10
μ
m。
[0013]优选的，所述发泡基体的体积为所述基体层体积的5％～
50
％
。
[0014]优选的，所述发泡基体和第一聚合物通过共挤出复合工艺得到基体层；所述第一
聚合物为聚丙烯
(PP)、
聚对苯二甲酸乙二醇酯
(PET)、
聚对萘二甲酸乙二醇酯
(PEN)、
聚对苯二甲酰对苯二胺
(PPA)、
聚酰亚胺
(PI)
中的至少一种
。
[0015]优选的，所述发泡剂和第二聚合物的重量比为
(1
～
20)
：
100
；所述发泡剂和第二聚合物通过共挤出复合工艺得到发泡基体；所述第二聚合物为聚氧化乙烯和
/
或聚乙烯
。
[0016]优选的，所述发泡剂的分解温度比所述第二聚合物的熔点高
10
～
70℃
，且低于所述第一聚合物的熔点
。
[0017]优选的，按重量份计，所述发泡剂包括主发泡剂1～
15
份
、
第一发泡助剂
0.1
～2份
、
第二发泡助剂
0.1
～
1.5
份
、
分散剂
0.1
～
0.75
份和成核剂
0.1
～
0.75
份
。
[0018]优选的，所述主发泡剂包括偶氮类
、
亚硝基类
、
磺酰肼类和无机发泡剂中的至少一种，所述主发泡剂的粒径为1～
20
μ
m。
[0019]优选的，所述第一发泡助剂为金属氧化物
、
金属盐
、
胺系化合物中的至少一种，所述金属氧化物和金属盐中的金属包括锌
、
铅
、
锡
、
镉
、
镁
、
钙中的至少一种
。
[0020]优选的，所述第二发泡助剂为有机弱酸和
/
或有机酸盐，所述有机弱酸包括草酸
、
柠檬酸
、
乙二酸
、
乳酸
、
醋酸
、
水杨酸
、
丁二酸
、
马来酸中的至少一种，有机酸盐包括甲酸锌
、
草酸锌
、
乳酸锌中的至少一种
。
[0021]优选的，所述分散剂为白炭黑
、
硬脂酸钙
、
硬脂酸钠中的至少一种
。
[0022]优选的，所述成核剂为滑石粉
、
碳酸钙
、
改性纳米蒙脱土
、
二氧化钛
、
二氧化硅中的至少一种
。
[0023]本专利技术目的之二在于，提供一种上述复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
[0024]S1、
将发泡剂与第二聚合物共挤出得发泡基体；再将发泡基体与第一聚合物共挤出得基体层；
[0025]S2、
在步骤
S1
得到的基体层的至少一表面沉积导电金属层，得复合集流体
。
[0026]本专利技术的目的之三在于，提供一种电极片，包括上述任一项所述的复合集流体
。...

【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：基体层，包括发泡基体和第一聚合物，导电金属层，沉积于所述基体层的至少一表面；其中，所述发泡基体包括发泡剂和第二聚合物，所述发泡剂用于在所述第二聚合物软化后发泡并使得发泡基体厚度增加，以将沉积在发泡基体表面的导电金属挤压出导电金属层外；所述第二聚合物的熔点为
80
～
120℃
，所述第一聚合物的熔点高于所述第二聚合物的熔点
。2.
根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述基体层的厚度为2～
20
μ
m
；所述导电金属层的厚度为
0.5
～
10
μ
m。3.
根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述发泡基体的体积为所述基体层体积的5％～
50
％
。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，所述发泡基体和第一聚合物通过共挤出复合工艺得到基体层；所述第一聚合物为聚丙烯
、
聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚对萘二甲酸乙二醇酯
、
聚对苯二甲酰对苯二胺
、
聚酰亚胺中的至少一种
。5.
根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述发泡剂和第二聚合物的重量比为
(1
～
20)
：
100
；所述发泡剂和第二聚合物通过共挤出复合工艺得到发泡基体；所述第二聚合物为聚氧化乙烯和
/
或聚乙烯
。6.
根据权利要求5所述的复合集流体，其特征在于，所述发泡剂的分解温度比所述第二聚合物的熔点高
10
～
70℃
，且低于所述第一聚合物的熔点
。7.
根据权利要求
1、5
～6任一项所述的复合集流体，其特征在于，按重量份计，所述发泡剂包括主发泡剂1～
15
份
、
第一发泡助剂
0.1
～2份
、
第二发泡助剂
0.1
～
1.5
份
、
分散剂
0.1
～<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭，魏小亮，谭远高，屈永辉，张宇，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：