【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池，特别是涉及一种导电复合集流体及其制备方法和电池。
技术介绍
1、传统化石燃料的规模使用导致资源短缺和环境污染等问题日益加重，加快能源结构转型和开发清洁可再生新能源具有重要意义。其中，锂离子电池等二次电池，因其能量密度高、循环寿命长、倍率性能好、造价成本低等优点，在3c产品、储能系统和动力电池领域应用广泛。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。
2、极片是二次电池的重要组成部分。极片包括集流体，集流体可采用金属箔片或复合集流体。相较于金属箔片，在相同的厚度下，复合集流体的质量更轻，组装得到的二次电池的能量密度更高。但是，传统的复合集流体的导电性能和安全性能难以兼顾。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种导电复合集流体及其制备方法和电池，以解决传统的复合集流体的导电性能和安全性能难以兼顾的问题。
2、本申请的上述目的是通过如下技术方案进行实现的：
3、本申请第一方面，提供一种导电复合集流体，包括支撑层、设置在所述支撑层至少一个表面上的金属层和设置在所述金属层远离所述支撑层的表面上的ptc底涂层；
4、所述支撑层包括聚合物基膜和分散于所述聚合物基膜之中的导电纤维；
5、所述ptc底涂层包括导电聚合物和分散于所述导电聚合物之中的导电剂。
6、在一些实施例中，所述导电纤维包括纤维和负载于所述纤维之上的导电层；
7、所述纤维包括碳纤维、导
8、所述导电层的材料包括半液态金属、高熵合金和mxene材料中的至少一种。
9、在一些实施例中，所述聚合物基膜的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
10、在一些实施例中，所述聚合物基膜和所述导电纤维的质量比为100：（1~30）。
11、在一些实施例中，所述支撑层的厚度为4μm~10μm。
12、在一些实施例中，所述导电聚合物包括聚3-己基噻吩、聚（3-十二基噻吩）、聚（3-十二基噻吩-3-己基-3-三乙二醇）和聚（3-辛基吡咯）：聚（苯乙烯磺酸）中的至少一种。
13、在一些实施例中，所述导电剂包括炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维和金属颗粒中的至少一种。
14、在一些实施例中，所述导电聚合物和所述导电剂的质量比为100：（1~50）。
15、在一些实施例中，所述ptc底涂层的厚度为0.5μm~3μm。
16、在一些实施例中，所述ptc底涂层在室温下的电导率为10s/cm~40s/cm。
17、在一些实施例中，所述金属层的材质包括不锈钢、铜、镍和铝中的至少一种。
18、在一些实施例中，所述金属层的厚度为0.5μm~4μm。
19、在一些实施例中，所述支撑层还包括极耳连接件，所述极耳连接件包括嵌入件以及与所述嵌入件连接的暴露件，所述嵌入件嵌入所述聚合物基膜内，所述暴露件位于聚合物基膜的外周；
20、所述金属层对应于所述暴露件的区域为非活性区，所述非活性区之外为活性区，所述ptc底涂层位于所述活性区之上。
21、在一些实施例中，所述极耳连接件的材料包括不锈钢、铜、镍和铝中的至少一种。
22、在一些实施例中，所述嵌入件的厚度小于所述暴露件的厚度，所述暴露件的厚度不小于所述聚合物基膜的厚度。
23、在一些实施例中，所述嵌入件的宽度为2cm~12cm，所述暴露件的宽度为2cm~8cm。
24、本申请第二方面，提供一种如上所述的导电复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
25、将聚合物树脂和导电纤维熔融共混，将所得混合物浇筑成型，所述聚合物树脂形成聚合物基膜，所述导电纤维分散于所述聚合物基膜之中，得到支撑层；
26、在所述支撑层至少一个表面上形成金属层；
27、将含有导电聚合物和导电剂的分散液涂布于所述金属层之上，干燥后得到ptc底涂层。
28、本申请第三方面，提供一种电池，包括如上所述的导电复合集流体。
29、在一些实施例中，所述电池还包括正极极片，所述正极极片包括所述导电复合集流体，以及设置在所述导电复合集流体至少一个表面上的正极活性层；
30、所述正极活性层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括内核以及包覆所述内核的包覆层，所述内核包括锂过渡金属氧化物和橄榄石结构的含锂磷酸盐中的至少一种，所述包覆层包括弛豫铁电材料。
31、本申请至少具有以下有益效果：
32、本申请提供的导电复合集流体包括支撑层、金属层和ptc底涂层。其中，支撑层的聚合物基膜之中分散有导电纤维，既提升了导电复合集流体的力学强度，又提高了支撑层的导电性，减少其在高倍率、大电流的工作过程中所存在的过流发热问题，保证电池的电化学性能的稳定发挥。ptc底涂层采用导电聚合物为基体，并利用导电剂构建导电网络，有效改善了ptc底涂层的导电性，而且有利于提升导电复合集流体和活性材料之间的附着力和剥离强度，从而改善电池的循环稳定性。同时，将该ptc底涂层设置在金属层的表面上，可以有效抑制金属层在针刺过程中尖锐毛刺的生成，并可以在高温条件下激发ptc效应而使得电阻值显著增大，从而抑制短路电流，提升电池的安全性。因此，本申请提供的导电复合集流体的导电性高和安全性优异，有效降低电池在高温下发生热失控的概率，并有利于提升电池的倍率性能和循环性能。
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1.一种导电复合集流体，其特征在于，包括支撑层、设置在所述支撑层至少一个表面上的金属层和设置在所述金属层远离所述支撑层的表面上的PTC底涂层；
2.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述导电纤维包括纤维和负载于所述纤维之上的导电层；
3.如权利要求2所述的导电复合集流体，其特征在于，所述支撑层满足以下条件中的至少一个：
4.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述PTC底涂层满足以下条件中的一个或多个：
5.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述金属层满足以下条件中的至少一个：
6.如权利要求1~5中任一项所述的导电复合集流体，其特征在于，所述支撑层还包括极耳连接件，所述极耳连接件包括嵌入件以及与所述嵌入件连接的暴露件，所述嵌入件嵌入所述聚合物基膜内，所述暴露件位于聚合物基膜的外周；
7.如权利要求6所述的导电复合集流体，其特征在于，所述极耳连接件满足以下条件中的至少一个：
8.一种如权利要求1~7任一项所述的导电复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：<...
【技术特征摘要】
1.一种导电复合集流体，其特征在于，包括支撑层、设置在所述支撑层至少一个表面上的金属层和设置在所述金属层远离所述支撑层的表面上的ptc底涂层；
2.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述导电纤维包括纤维和负载于所述纤维之上的导电层；
3.如权利要求2所述的导电复合集流体，其特征在于，所述支撑层满足以下条件中的至少一个：
4.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述ptc底涂层满足以下条件中的一个或多个：
5.如权利要求1所述的导电复合集流体，其特征在于，所述金属层满足以下条件中的至少一个：
6.如权利要求1~5中任一项所述的导电复合集流体...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡比亚，王荣福，易典，朱海峰，袁昌理，
申请(专利权)人：深圳市汉嵙新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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