[实用新型]集流体及电化学储能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及储能装置领域，更具体涉及一种集流体及电化学储能装置。

背景技术

目前，虽然锂离子电池已被广泛用于电动汽车上，但是电动汽车却尚未获得消费者的广泛认可。造成这一现状的一大原因是电动汽车成本较高且电动汽车存在较严重的里程焦虑问题。而提升锂离子电池的能量密度可降低电池组成本并且增加电动汽车的续航里程，因此高能量密度的锂离子电池成为各个电池厂商争相研究的热点。采用高镍正极材料(例如，NCM622、NCM811等)能有效提高锂离子电池的能量密度，但随着正极材料中Ni含量的增加，其在脱锂态的热稳定性逐渐变差，表现为释氧温度降低、放热量升高，因此将高镍正极材料应用于锂离子电池的最大障碍是其安全问题，尤其是其穿钉过程中的安全问题。

对于穿钉问题并无太好的办法，常用手段有隔离膜涂布陶瓷、负极/正极表面涂布陶瓷、增加正极膜片中粘结剂PVDF含量、在集流体铝箔表面增加底涂层等，但这些方法一方面会影响锂离子电池的能量密度，另一方面也会对锂离子电池的电化学性能产生影响(例如，通常会恶化DCR，使DCR升高)。另外对于高镍正极材料而言，即使将上述方法全部用于锂离子电池上也解决不了穿钉失效的难题，因此需要开发新的技术方案。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种集流体及电化学储能装置，所述集流体能够改善电化学储能装置的穿钉通过率，改善电化学储能装置的安全性能，尤其能够解决将多孔金属箔应用于电化学储能装置集流体过程中的加工断带的难题。

为了达到上述目的，在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种集流体，其包括聚合物层以及多孔金属箔。所述多孔金属箔设置于所述聚合物层沿厚度方向的两个表面上。

在本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电化学储能装置，其包括本实用新型一方面所述的集流体。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的集流体易于加工，且当其应用于电化学储能装置中后能够改善电化学储能装置的穿钉通过率，改善电化学储能装置的安全性能，尤其能够解决将多孔金属箔应用于电化学储能装置集流体过程中的加工断带的难题。

附图说明

图1为本实用新型的集流体的截面图；

图2为本实用新型的集流体的一实施例的俯视图，其中，多孔金属箔的孔为圆形孔，且多孔金属箔的孔的面密度较小；

图3为本实用新型的集流体的另一实施例的俯视图，其中，多孔金属箔的孔为圆形孔，且多孔金属箔的孔的面密度较大；

图4为本实用新型的集流体的又一实施例的俯视图，其中，多孔金属箔的孔为矩形孔；

图5为本实用新型的集流体的又一实施例的俯视图，其中，多孔金属箔的孔为椭圆形孔。

其中，

1 集流体

2 多孔金属箔

3 聚合物层

4 圆形孔

5 矩形孔

6 椭圆形孔

具体实施方式

下面详细说明根据本实用新型的集流体及电化学储能装置。

首先说明根据本实用新型第一方面的集流体。

根据本实用新型第一方面所述的集流体包括聚合物层以及多孔金属箔。所述多孔金属箔设置于所述聚合物层沿厚度方向的两个表面上。

在根据本实用新型第一方面所述的集流体中，所述集流体的结构如图1所示，一方面，通过设计多孔结构的金属箔，可在穿钉时减少正极集流体的金属箔产生毛刺并减少毛刺刺穿隔离膜而直接接触负极集流体的金属箔或负极膜片的概率，即降低出现内部短路的概率，进而降低电化学储能装置的短路功率，改善电化学储能装置的安全性能。另一方面，多孔金属箔上孔结构的存在使多孔金属箔的强度变低，在电极浆料涂布和冷压的过程中极易出现加工断带的问题，导致其加工困难，聚合物层的存在则可有效改善其加工困难的问题。因此通过使多孔金属箔与聚合物层复合作为集流体可在改善电化学储能装置的安全性能的同时，解决将多孔金属箔应用于电化学储能装置集流体过程中的加工断带的难题。

在根据本实用新型第一方面所述的集流体中，所述多孔金属箔的厚度为1μm～6μm，多孔金属箔的厚度越小，穿钉时多孔金属箔产生的毛刺越小，电化学储能装置的穿钉短路电阻也会越大，则穿钉通过率越高，但随着多孔金属箔厚度的减小，其强度也相应地降低，在电极浆料涂布和冷压的过程中不可避免地出现集流体加工断带的问题，因此多孔金属箔厚度若过小则不利于集流体的加工。优选地，所述多孔金属箔的厚度为2μm～4μm。