【技术实现步骤摘要】
本技术属于复合集流体生产，具体涉及一种带孔锂电池复合集流体。
技术介绍
1、复合集流体集成了轻薄化、高安全集流体的特性，近年来被广泛研究。复合集流体是一种“三明治”结构，内层为聚合物高分子层(如pet、pp或pi)，两侧为金属导电层(如al或cu)，目前工业量产的复合集流体主要为铜集流体或铝集流体。其中，铜集流体或铝集流体都由两部分构成，包括金属层以及位于金属层之间的高分子层。当前复合集流体的高分子层两侧金属层没有导通，需要将复合集流体极片和常规集流体极片交替穿插组合，或者使用两层金属箔(带)夹着复合集流体极片，并使用额外的滚焊设备焊接才能实现两侧电子导通。制作工艺和焊接工艺都很复杂，量产导入门槛高，成本高。
技术实现思路
1、为克服上述缺点，本技术的目的在于提供一种带孔锂电池复合集流体，在兼顾复合集流体重量轻、强度较高、安全性能好等优点的前提下，实现高分子支撑层两侧金属导电层连通，可使用传统焊接方式低成本导入复合集流体的产业化应用，能较好解决当前复合集流体的焊接问题。
2、为了达到以上目的，本技术采用的技术方案是：一种带孔锂电池复合集流体，包括高分子层、第一金属层和第二金属层，所述高分子层设置于所述第一金属层和所述第二金属层之间，所述高分子层上设置有孔结构，所述孔结构内设置有导电件，所述导电件连接所述第一金属层和所述第二金属层。导电件具有导电性，使第一金属层和第二金属层进行导通。通过孔结构和导电件的设置，一方面可实现正常工作条件下复合集流体两侧电子导通，电池直流内阻比
3、作为本技术的进一步设置为，所述高分子层的材料选用常规的复合集流体中使用的高分子材料均可，例如pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pvdf(聚偏氟乙烯)、pi(聚酰亚胺)等，优选为pet、pi和pp中一种。聚丙烯pp、聚乙烯pe膜的熔点一般在135℃、165℃左右，pet材料的熔点为260℃左右，采用pet短纤制备的膜具有更高的热稳定性，在200℃下仍能保持良好的完整性，热收缩率不超过5％。归功于其较高的熔点，pet膜在短路、热冲击、挤压等安全性上优于pp、pe膜。聚酰亚胺pi指主链上含有酰亚胺环(-co-nr-co-)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃。
4、作为本技术的进一步设置为，所述高分子层的厚度为2～8μm。示例性地，高分子层的厚度为2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、7μm、8μm。
5、作为本技术的进一步设置为，所述第一金属层厚度为0.5～4μm，所述第二金属层厚度为0.5～4μm。示例性的，所述第一金属层厚度为0.5μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm；第二金属层厚度为0.5μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm。
6、作为本技术的进一步设置为，所述导电件的材料选自金属铝、金属铜、ptc材料和ntc材料中任一种或多种。ptc是positive temperature coefficient的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的ptc是指正温度系数热敏电阻，简称ptc热敏电阻。ptc热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。ntc材料是指电阻率随温度上升而减小的材料。孔结构内填充的导电件为ptc材料或ntc材料时，能根据应用场景要求，提高安全性能或低温性能。如：内置ptc材料时，当电池温度升高到某一阈值时，两侧导通内阻显著升高，(部分)阻断/减少产热发生，防止热失控发生。内置ntc材料时，电池在低温下可进行小电流自加热预热，提高低温性能。
7、作为本技术的进一步设置为，所述第一金属层的材料和所述第二金属层的材料为同一种金属或两种不同的金属。所述第一金属层的材料和所述第二金属层的材料可以同时为金属铜或金属铝，也可以其中一个金属层为金属铜，另一个金属层为金属铝。当所述第一金属层的材料和所述第二金属层的材料为两种不同金属制备的复合集流体可用于固态双极性锂离子电池，一般铝层靠正极，铜层靠负极，使复合集流体的适用范围更广。
8、作为本技术的进一步设置为，所述孔结构的孔径范围为2-50μm。示例性的，所述孔结构的孔径范围为2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。
9、作为本技术的进一步设置为，所述孔结构成矩形阵列排布在所述高分子层上，相邻所述孔结构之间的距离为100-2000μm。相邻所述孔结构之间的距离是指相邻两个孔结构圆心之间的距离。示例性的，相邻所述孔结构之间的距离为100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1500μm、2000μm。
10、作为本技术的进一步设置为，通过机械式或激光进行打孔形成所述孔结构。
11、作为本技术的进一步设置为，所述高分子层分为焊接区和涂布区，所述焊接区沿着所述高分子层的边缘设置，所述焊接区上设置有所述孔结构，所述涂布区未设置有所述孔结构。由于焊接区上设置的孔结构内设置有导电件，使焊接工艺更容易实施。
12、本技术的有益效果是：
13、1)通过孔结构和导电件的设置，可实现正常工作条件下复合集流体两侧电子导通，能使用常规焊接工艺焊接极耳，不需要大额固定资产投资和工艺开发即可使用复合集流体。
14、2)通过孔结构和导电件的设置，孔结构两侧第一金属层和第二金属层通过导电件导通，电池直流内阻比未设置孔结构的复合集流体更低，利于提高电池倍率性能。
15、3)孔结构内填充的导电件为ptc材料或ntc材料时，除了能减少复合集流体的电阻，提高电池倍率性能外，还能根据应用场景要求，提高安全性能或低温性能。
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1.一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，包括高分子层(1)、第一金属层(2)和第二金属层(3)，所述高分子层(1)设置于所述第一金属层(2)和所述第二金属层(3)之间，所述高分子层(1)上设置有孔结构(11)，所述孔结构(11)内设置有导电件(4)，所述导电件(4)连接所述第一金属层(2)和所述第二金属层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述高分子层(1)的材料选自PET、PI、PP中任一种。
3.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述高分子层(1)的厚度为2～8μm。
4.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述第一金属层(2)厚度为0.5～4μm，所述第二金属层(3)厚度为0.5～4μm。
5.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述导电件(4)的材料选自金属铝、金属铜、PTC材料和NTC材料中任一种。
6.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述第一金属层(2)的材料和所述第二金属层(3
7.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述孔结构(11)的孔径范围为2-50μm。
8.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，通过机械式或激光进行打孔形成所述孔结构(11)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述孔结构(11)成矩形阵列排布在所述高分子层(1)上，相邻所述孔结构(11)之间的距离为100-2000μm。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述高分子层(1)分为焊接区(13)和涂布区(12)，所述焊接区(13)沿着所述高分子层(1)的边缘设置，所述焊接区(13)上设置有所述孔结构(11)，所述涂布区(12)未设置有所述孔结构(11)。
...【技术特征摘要】
1.一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，包括高分子层(1)、第一金属层(2)和第二金属层(3)，所述高分子层(1)设置于所述第一金属层(2)和所述第二金属层(3)之间，所述高分子层(1)上设置有孔结构(11)，所述孔结构(11)内设置有导电件(4)，所述导电件(4)连接所述第一金属层(2)和所述第二金属层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述高分子层(1)的材料选自pet、pi、pp中任一种。
3.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述高分子层(1)的厚度为2～8μm。
4.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述第一金属层(2)厚度为0.5～4μm，所述第二金属层(3)厚度为0.5～4μm。
5.根据权利要求1所述的一种带孔锂电池复合集流体，其特征在于，所述导电件(4)的材料选自金属铝、金属铜、ptc材料和ntc材料中任一种。
...【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：苏州佩瓦能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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