【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，特别是涉及集流体及其制备方法、极片、电芯、电池及用电装置。
技术介绍
1、电池外短路是指电池正负极之间发生直接、非预期的低阻抗通路，导致大量电流通过这个通路。在电池发生外短路时，电池内部产生大量的焦耳热，使得电池内部温度升高，最终导致电池热失控。因此，有必要降低电池外短路引发的电池热失控的概率，提高电池可靠性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对电池外短路容易引发电池热失控的问题，提供一种集流体及其制备方法、极片、电芯、电池及用电装置。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种集流体，所述集流体包括：
3、集流基体，包括金属集流层，所述金属集流层具有在所述集流基体的宽度方向上相邻布置的涂覆区和极耳区，所述涂覆区用于覆设电极活性材料；
4、凝胶层，覆设于所述极耳区和/或部分所述涂覆区，所述凝胶层内含有金属物质；
5、其中，所述凝胶层被配置为在电芯外短路时，所述凝胶层能够熔化或分解，从而允许所述金属物质电偶腐蚀所覆盖的所述金属集流层，以切断外短路回路。
6、在一些实施例中，所述凝胶层覆设于所述极耳区，且所述凝胶层沿所述集流基体的长度方向自所述极耳区的一端延伸至所述极耳区的另一端。
7、在一些实施例中，所述凝胶层在所述极耳区的覆设宽度为w，满足：1mm≤w≤50mm。
8、在一些实施例中，所述极耳区背离所述涂覆区的一端区域为电连接区域，所述凝胶层覆设于所述极耳区位于所述电连接区域范围之外的区
9、在一些实施例中，所述凝胶层覆设于所述涂覆区的部分区域，且所述部分区域分隔于所述极耳区与所述涂覆区的剩余部分区域之间。
10、在一些实施例中，所述金属物质包括金属颗粒和/或金属箔。
11、在一些实施例中，所述金属颗粒的粒径在100nm～1mm范围内；优选地，所述金属颗粒的粒径在10μm～1mm范围内。
12、在一些实施例中，所述金属集流层为铝金属层，所述金属物质的材质选自k、na、ca、li、ti、zr、mg、bi中的一种或多种；或者，
13、所述金属集流层为铜金属层，所述金属物质的材质可以选自k、na、ca、li、ag、pt中的一种或者多种。
14、在一些实施例中，所述凝胶层的熔化温度或者分解温度在110℃～150℃范围内；
15、所述凝胶层包含peg、pva、poe、eva、琼脂中的一种或多种凝胶成分。
16、在一些实施例中，所述集流基体仅包括所述金属集流层，所述凝胶层的覆设厚度为0.5μm～50μm；或者，
17、所述集流基体还包括绝缘支撑层，所述金属集流层设置于所述绝缘支撑层的至少一侧，所述凝胶层的覆设厚度为0.1μm～15μm。
18、在一些实施例中，所述金属集流层中，覆设有所述凝胶层的区域相对于其他区域凹陷形成凹槽，所述凝胶层覆设于所述凹槽内。
19、第二方面，本申请实施例提供了一种集流体的制备方法，包括：
20、提供集流基体；所述集流基体包括金属集流层，所述金属集流层具有在所述集流基体的宽度方向上相邻布置的涂覆区和极耳区；
21、提供凝胶浆料，所述凝胶浆料由凝胶、金属物质、溶剂混合得到；
22、将所述凝胶浆料涂覆于所述极耳区和/或部分所述涂覆区；
23、烘干，得到上述实施例所述的集流体。
24、在一些实施例中，提供凝胶浆料，包括：将凝胶、金属物质、溶剂按照1～5：1～5：10～50的质量比混合，得到所述凝胶浆料。
25、第三方面，本申请实施例提供了一种极片，所述极片包括：
26、如上述实施例所述的集流体；及
27、电极活性层，所述电极活性层覆设于所述集流体位于所述涂覆区的表面，且至少覆设所述金属集流层。
28、第四方面，本申请实施例提供了一种电芯，包括：
29、外壳；及
30、电极组件，容纳于所述外壳内，所述电极组件包括正极片、负极片及隔离件，正极片与所述负极片通过所述隔离件所分隔；所述正极片和/或所述负极片为上述实施例所述的极片。
31、第五方面，本申请实施例提供了一种电池，包括上述电芯。
32、第六方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述电池，所述电池用于提供电能。
33、上述集流体及其制备方法、极片、电芯、电池及用电装置，在电芯正常工作时，金属集流层温度正常，凝胶层绝缘在其内的金属位置与金属集流层之间，不影响金属集流层正常导电。在电芯外短路早期，集流体的金属集流层温度迅速升高，使得其上的凝胶层熔化或分解，进而使得包裹在凝胶层内的金属物质接触并电偶腐蚀金属集流层，生成不导电或者导电性差的腐蚀物质，该腐蚀物质的绝缘作用下，使得金属集流层所在回路被切断，进而切断外短路回路。
34、如此，在正常工作时，凝胶层的设置不影响电芯工作，且在电芯外短路早期时，能够凝胶层内的金属物质及时切断外短路回路，有效防止电芯发生热失控，降低电芯爆炸风险。
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1.一种集流体(100)，其特征在于，所述集流体(100)包括：
2.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)覆设于所述极耳区(11b)，且所述凝胶层(20)沿所述集流基体(10)的长度方向(Y)自所述极耳区(11b)的一端延伸至所述极耳区(11b)的另一端。
3.根据权利要求2所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)在所述极耳区(11b)的覆设宽度为W，满足：1mm≤W≤50mm。
4.根据权利要求2所述的集流体(100)，其特征在于，所述极耳区(11b)背离所述涂覆区(11a)的一端区域为电连接区域(b1)，所述凝胶层(20)覆设于所述极耳区(11b)位于所述电连接区域(b1)范围之外的区域。
5.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)覆设于所述涂覆区(11a)的部分区域，且所述部分区域分隔于所述极耳区(11b)与所述涂覆区(11a)的剩余部分区域之间。
6.根据权利要求1至5任一项所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属物质包括金属颗粒和/
7.根据权利要求6所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属颗粒的粒径在100nm～1mm范围内；优选地，所述金属颗粒的粒径在10μm～1mm范围内。
8.根据权利要求1至5任一项所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属集流层(11)为铝金属层，所述金属物质的材质选自K、Na、Ca、Li、Ti、Zr、Mg、Bi中的一种或多种；或者，
9.根据权利要求1至5任一项所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)的熔化温度或者分解温度在110℃～150℃范围内；
10.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述集流基体(10)仅包括所述金属集流层(11)，所述凝胶层(20)的覆设厚度为0.5μm～50μm；或者，
11.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属集流层(11)中，覆设有所述凝胶层(20)的区域相对于其他区域凹陷形成凹槽(11c)，所述凝胶层(20)覆设于所述凹槽(11c)内。
12.一种集流体(100)的制备方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的集流体(100)的制备方法，其特征在于，提供凝胶浆料，包括：将凝胶、金属物质、溶剂按照1～5：1～5：10～50的质量比混合，得到所述凝胶浆料。
14.一种极片(1000)，其特征在于，所述极片(1000)包括：
15.一种电芯，其特征在于，包括：
16.一种电池，其特征在于，包括如权利要求15所述的电芯。
17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的电池，所述电池用于提供电能。
...【技术特征摘要】
1.一种集流体(100)，其特征在于，所述集流体(100)包括：
2.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)覆设于所述极耳区(11b)，且所述凝胶层(20)沿所述集流基体(10)的长度方向(y)自所述极耳区(11b)的一端延伸至所述极耳区(11b)的另一端。
3.根据权利要求2所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)在所述极耳区(11b)的覆设宽度为w，满足：1mm≤w≤50mm。
4.根据权利要求2所述的集流体(100)，其特征在于，所述极耳区(11b)背离所述涂覆区(11a)的一端区域为电连接区域(b1)，所述凝胶层(20)覆设于所述极耳区(11b)位于所述电连接区域(b1)范围之外的区域。
5.根据权利要求1所述的集流体(100)，其特征在于，所述凝胶层(20)覆设于所述涂覆区(11a)的部分区域，且所述部分区域分隔于所述极耳区(11b)与所述涂覆区(11a)的剩余部分区域之间。
6.根据权利要求1至5任一项所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属物质包括金属颗粒和/或金属箔。
7.根据权利要求6所述的集流体(100)，其特征在于，所述金属颗粒的粒径在100nm～1mm范围内；优选地，所述金属颗粒的粒径在10μm～1mm范围内。
8.根据权利要求1至5任一项所述的集流体(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：余叶剑，
申请(专利权)人：上海兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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