【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学装置，具体涉及一种安全型复合集流体及其制备方法。
技术介绍
1、集流体为汇集电流的结构或零件，主要用在二次电池上，其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出。
2、对于电池，其安全性能至关重要，电池在使用过程中经常出现发热自燃等现象，导致人们的财产安全和人身安全受到损失，电池的自然多是由于电池的热失控造成的；在集流体的充放电过程中，集流体表面由于汇聚电流，会导致集流体表面温度较高，增加了电池热失控的可能。现有技术中的复合集流体并不能防止电池热失控，使得电池容易出现自燃等安全隐患。
3、综上所述，亟需提供一种可有效防止电化学装置因热失控的安全型复合集流体及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可有效防止电化学装置因热失控的安全型复合集流体及其制备方法。
2、上述目的是通过如下技术方案实现：一种安全型复合集流体，包括支撑层以及负载在所述支撑层上的导电层，所述导电层上设置有负温度系数的半导体电阻层。
3、本专利技术的半导体电阻层采用负温度系数，在常温时并不导电，当电化学装置出现热失控的时候，由于温度升高，本专利技术的半导体电阻层具备负温度系数，随着温度升高，其电阻率会降低，进而可以有效切断或减少集流体导电层上的电流，防止电化学装置进一步升温而导致危险事故，如此，使用本专利技术集流体的电化学装置不易出现热失控，半导体材料覆盖在导电层上还可防止导电层氧化。
4、进一
5、进一步的技术方案是，所述安全型复合集流体设有氧气吸收层，所述氧气吸收层用于吸收来自电化学装置热失控时产生的氧气。
6、电化学装置的热失控的开始阶段正极材料受热会分解产生氧气，热失控的条件下，本专利技术的氧气吸收层可在该条件下吸收氧气与氧气进行反应，阻止产生的氧气与电解液发生反应，进而将电化学装置燃烧的势头掐灭。故氧气吸收层为该条件下与氧气发生反应的物质，如铁粉、硫化铁、硫化锌、硫化铜等，氧气吸收层与氧气反应为吸热反应且产生的物质惰性位置，能起到一定的阻燃作用。如此可以有效防止电化学装置燃烧。具体应用时，氧气吸收层可以设置在支撑层上，也可以设置在半导体电阻层上。
7、进一步的技术方案是，所述氧气吸收层为硫化铁或硫化铜。氧气吸收层采用硫化铁和硫化铜，二者具备一定导电性能，可以减少氧气吸收层与支撑层或者金属层之间的电阻，同时硫化铁和硫化铜与氧气反应时产生二氧化硫等阻燃气体，可以防止电化学装置燃烧。
8、进一步的技术方案是，所述氧气吸收层设置在所述半导体电阻层上。如此设置，当电化学装置发生热失控时，所述氧气吸收层可以直接和氧气接触，阻止电化学装置燃烧。
9、进一步的技术方案是，所述氧气吸收层设置在所述导电层与所述支撑层之间，所述氧气吸收层与所述导电层之间设置有低熔点金属层，所述低熔点金属层的熔点为92～200℃。设置低熔点金属层，当电化学装置升温时，低熔点金属层熔融可以吸收电化学装置温度，防止电化学装置继续升温，同时，当低熔点金属层熔融后，可以使得氧气吸收层直接暴露，保证氧气吸收层与电化学装置内的氧气充分接触反应，防止氧气进一步和电解液反应。
10、进一步的技术方案是，所述低熔点金属层由bi、pb、sn、cd和zn中的两种以上成分构成的合金。
11、进一步的技术方案是，所述支撑层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、羧甲基纤维素、对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚或聚苯乙烯制备。支撑层优选聚丙烯，因为聚丙乙烯分子链中只存在碳碳键，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，而且也极难发生断链降解，化学稳定性极强，用于电化学装置后不会被电解液轻易腐蚀，因而可以延长电化学装置寿命。
12、为实现上述目的，本专利技术还提供上述任一所述的复合集流体的制备方法，包括如下步骤：取支撑层，在支撑层上设置导电层，然后在导电层上设置半导体电阻层。
13、进一步的技术方案是，在导电层上设置半导体电阻层后，再在半导体电阻层上设置在氧气吸收层。
14、进一步的技术方案是，在支撑层上先设置氧气吸收层，然后在氧气吸收层设置低熔点金属层，再在低熔点金属层上设置导电层，最后在导电层上设置半导体电阻层。
15、具体实施过程中，氧气吸收层、导电层、低熔点金属层、半导体电阻层均可以通过磁控溅射、真空蒸镀或者其他物理化学镀膜方式进行设置。
16、相比于现有技术，本专利技术通过设置半导体热敏电阻层，其在常温时并不导电，当电化学装置出现热失控的时候，由于温度升高，半导体电阻层随着温度升高，其电阻率会降低，进而可以有效切断或减少集流体导电层上的电流，防止电化学装置进一步升温而导致危险事故；其次，通过在复合集流体上设置氧气吸收层，电化学装置在热失控的条件下，氧气吸收层吸收电化学装置热失控产生的氧气与氧气进行反应，阻止产生的氧气与电解液发生反应，同时氧气吸收层与氧气发生反应产生惰性物质或阻燃气体，能起到一定的阻燃作用，可以有效防止电化学装置燃烧；再次，设置低熔点金属层，当电化学装置升温时，低熔点金属层熔融可以吸收电化学装置温度，防止电化学装置继续升温，同时，当低熔点金属层熔融后，可以使得氧气吸收层直接暴露，保证氧气吸收层与电化学装置内的氧气充分接触反应，防止氧气进一步和电解液反应，低熔点金属层的设置可以和负温度系数的半导体电阻层相互配合，保证电化学装置的安全性能。本专利技术技术方案的实施，可有效提升电化学装置的安全性。
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1.一种安全型复合集流体，包括支撑层以及负载在所述支撑层上的导电层，其特征在于，所述导电层上设置有负温度系数的半导体电阻层。
2.根据权利要求1所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述半导体电阻层由化学元素周期表中第三主族或第四主族的元素的单质半导体材料组成，或者由掺杂有化学元素周期表中第三主族、第四主族的元素的半导体材料组成。
3.根据权利要求1或2所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述安全型复合集流体设有氧气吸收层，所述氧气吸收层用于吸收来自电化学装置热失控时产生的氧气。
4.根据权利要求3所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述氧气吸收层为硫化铁或硫化铜。
5.根据权利要求4所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述氧气吸收层设置在所述半导体电阻层上。
6.根据权利要求4所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述氧气吸收层设置在所述导电层与所述支撑层之间，所述氧气吸收层与所述导电层之间设置有低熔点金属层，所述低熔点金属层的熔点为92～200℃。
7.根据权利要求6所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述低
8.权利要求1～7任意一项所述的复合集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取支撑层，在支撑层上设置导电层，然后在导电层上设置半导体电阻层。
9.根据权利要求8所述的复合集流体的制备方法，其特征在于，在导电层上设置半导体电阻层后，再在半导体电阻层上设置在氧气吸收层。
10.根据权利要求8所述的复合集流体的制备方法，其特征在于，在支撑层上先设置氧气吸收层，然后在氧气吸收层设置低熔点金属层，再在低熔点金属层上设置导电层，最后在导电层上设置半导体电阻层。
...【技术特征摘要】
1.一种安全型复合集流体，包括支撑层以及负载在所述支撑层上的导电层，其特征在于，所述导电层上设置有负温度系数的半导体电阻层。
2.根据权利要求1所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述半导体电阻层由化学元素周期表中第三主族或第四主族的元素的单质半导体材料组成，或者由掺杂有化学元素周期表中第三主族、第四主族的元素的半导体材料组成。
3.根据权利要求1或2所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述安全型复合集流体设有氧气吸收层，所述氧气吸收层用于吸收来自电化学装置热失控时产生的氧气。
4.根据权利要求3所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述氧气吸收层为硫化铁或硫化铜。
5.根据权利要求4所述的安全型复合集流体，其特征在于，所述氧气吸收层设置在所述半导体电阻层上。
6.根据权利要求4所述的安全型复合集流体，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧世伟，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：重庆金美新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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