一种自加热复合集流体及其制备方法技术

本申请提供了一种自加热复合集流体及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种自加热复合集流体及其制备方法、电池


[0001]本专利技术涉及动力电池
，具体涉及一种自加热复合集流体及其制备方法
、
电池
。

技术介绍

[0002]在动力电池中铜铝箔材作为汇集正负极电流的载体具有良好的导电性，但根据电阻热公式，
Q
＝
I2Rt
，铜铝箔导电性好，
R
小，则无法产生适宜的热量
。
没有适宜的热量，则电池在北方或低温地区，会处于性能较差的状态，无法满足人们生活生产的需要
。
同时，现有箔材，无法应对电池机械滥用，短路，过充过放产生热失控情形下的风险
。
尤其是铝箔，在热失控时，会率先融化成铝熔珠，烧穿隔膜，造成正负极极片进一步直接接触，引发更剧烈的短路，热失控
。
[0003]鉴于此，为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种自加热复合集流体及电池，改善了上述技术问题
。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供了一种自加热复合集流体及其制备方法
、
电池
。
旨在解决电池在北方或低温地区，会处于性能较差的状态以及过充过放会导致电池出现热失控而增大电池使用风险的技术问题
。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种自加热复合集流体，具有绝缘层，所述绝缘层至少一侧覆盖有导电金属层，所述绝缘层内部设置有发热件，所述发热件与所述金属层直接或间接接触，发热件用于将导电金属层导出的部分电流转化成热能，热能会传导到集流体中，以提高集流体的温度；
[0006]绝缘层表面开设有与所述金属层接触的凹槽，凹槽作为发热件与金属层的通电接触点，以保证发热件与金属层之间具有足够的通电接触点
。
[0007]本申请实施例的技术方案中，通过在集流体的绝缘层内部嵌入有发热件，既而使电池在北方冬季寒冷的环境下使用时，时刻保持自产热，使得电池内部电化学反应处于恰当的温度条件，能够满足低温大倍率放电，低温快充的实际使用需要
。
同时该发热件能够在热失控，电流增大的过程中温度激增，从而将绝缘层熔化，使金属层失去支撑，从而断开电池供电，进而达到保护使用者的目的
。
[0008]其中凹槽的设置还使得复合集流体在凹槽处更容易卷绕，既而在电池内部空间大小相同的情况下，电池内部能够放入更多的复合集流体，为电池含电量的提高提供提升空间
。
[0009]在一些实施例中，
[0010]所述发热件与所述绝缘层一体成型
。
[0011]所述绝缘层表面开设的所述凹槽呈长条形且垂直集流体卷绕方向间隔设置，所述凹槽的深度不大于所述绝缘层厚度的二分之一
。
[0012]所述发热件为镍丝和铁颗粒的一种或两种的组合
。
[0013]该实施例中，将发热件与聚合物材料混合均匀并通过挤出机热熔
、
挤出形成薄膜，这种成型方式使发热件能够均匀散布在绝缘层中，保证整个复合集流体表面均匀升温
。
同时，通过圆周表面均匀分布有凸起的转子转动挤压薄膜，能够在薄膜表面形成凹槽，扩大绝缘层表面与导电金属层的接触面积，进而保证发热件与导电金属层具有足够多的接触点实现电流的导通发热，进一步保证绝缘层主体部分发热的均匀性
。
[0014]在另一些实施例中，
[0015]所述绝缘层与所述发热件装配成型
。
[0016]所述绝缘层内部横纵交错开设有盛放所述发热件的通道，所述通道与所述凹槽连通，所述凹槽呈圆孔形
。
[0017]形成所述发热件的材料包括铁粉
。
[0018]该实施例中，分别在两片薄膜的表面辊压出凹槽和通道，并将铁粉填充到通道中，而后再将两片薄膜粘合到一起形成一层绝缘层，这种成型方式一方面能够保证铁粉在自重的作用下流通到凹槽处与绝缘层表面的金属层保持接触通电，实现发热；另一方面由于铁粉之间彼此接触，且分布在通道中既而有利于彼此之间相互导电以及热量在通道中的传递，保证了集流体表面升温的同步性和均匀性
。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种自加热复合集流体的制备方法，包括如下步骤：
[0020]S11
：将用于制备绝缘层的聚合物材料和发热件以体积比为
2:1
的比例混合均匀，形成物料
A
；
[0021]S12
：将物料
A
加入到挤出机的料斗中，聚合物材料在挤出机内受热变成熔融态并与发热件均匀混合，而后通过模头挤出，形成绝缘层薄膜；
[0022]S13
：在绝缘层薄膜完全冷却定型之前，利用圆周表面均匀分布有凸起的转子转动挤压薄膜表面形成间隔设置的凹槽；
[0023]S14
：对辊压后的绝缘层薄膜进行冷却定型；
[0024]S15
：在冷却成型后的绝缘层薄膜表面覆盖一层导电金属形成导电金属层
。
[0025]第三方面，本专利技术提供了另一种自加热复合集流体的制备方法，包括如下步骤：
[0026]S21
：将用于制备绝缘层的聚合物材料加入到挤出机的料斗中，聚合物材料在挤出机内受热变成熔融态并通过模头挤出，形成绝缘层薄膜；
[0027]S22
：在绝缘层薄膜完全冷却定型之前，利用圆周表面分布有横纵交错凸起的转子转动挤压一侧薄膜表面形成通道和凹槽；
[0028]S23
：对辊压后的绝缘层薄膜进行冷却定型；
[0029]S24
：在绝缘层薄膜未开设通道的一侧覆盖一层导电金属层；
[0030]S25
：在通道内填充粉末状发热件，而后将两片绝缘层薄膜开设通道的一面对应粘合到一起
。
[0031]第四方面，本专利技术提供了一种电池，所述电池包括上述的自加热复合集流体或上述制备自加热复合集流体的方法制备得到的自加热复合集流体
。
[0032]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的
、
特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式
。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请中所使用的附图作简单介绍
。
显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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
。
[0034]图1为本专利技术实施例一中选择一的截面示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例一中选择二的截面示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例一中选择三的截面示意图；
[0037]图4为本专利技术实施例二的截面示意图；
[0038]附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自加热复合集流体，其特征在于，具有绝缘层
(1)
，所述绝缘层
(1)
至少一侧覆盖有导电金属层
(2)
，所述绝缘层
(1)
内部设置有发热件
(3)
，所述发热件
(3)
与所述金属层
(2)
直接或间接接触；所述绝缘层
(1)
表面开设有与所述金属层
(2)
接触的凹槽
(4)。2.
根据权利要求1所述的自加热复合集流体，其特征在于，所述发热件
(3)
与所述绝缘层
(1)
一体成型
。3.
根据权利要求2所述的自加热复合集流体，其特征在于，所述绝缘层
(1)
表面开设的所述凹槽
(4)
呈长条形且垂直集流体卷绕方向间隔设置，所述凹槽
(4)
的深度不大于所述绝缘层
(1)
厚度的二分之一
。4.
根据权利要求2所述的自加热复合集流体，其特征在于，形成所述发热件
(3)
的材料包括镍丝
(31)
和铁颗粒
(32)
的一种或两种的组合
。5.
根据权利要求1所述的一种自加热复合集流体，其特征在于，所述绝缘层
(1)
与所述发热件
(3)
装配成型
。6.
根据权利要求5所述的一种自加热复合集流体，其特征在于，所述绝缘层
(1)
内部横纵交错开设有盛放所述发热件
(3)
的通道
(5)
，所述通道
(5)
与所述凹槽
(4)
连通，所述凹槽
(4)
呈圆孔形
。7.
根据权利要求6所述的一种自加热复合集流体，其特征在于，形成所述发热件
(3)
的材料包括铁粉
。8.
一种制备自加热复合集流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世琦，张鹏飞，刘朝吉，
申请(专利权)人：湖北万润新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：