[发明专利]一种集流体，极片和电化学装置

说明书

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种集流体，包括绝缘层和导电层，所述导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上，所述集流体还包括设置于所述导电层的背离所述绝缘层的表面上的第一保护层，所述集流体中设置有多个贯穿所述绝缘层、所述导电层及所述第一保护层的孔，所述第一保护层为金属氧化物保护层。本申请的集流体可提高电池异常情况下发生短路时的短路电阻，极大地降低短路产热量，改善电池的安全性能，同时保护层可以提高导电层的机械强度，改善集流体的工作稳定性和使用寿命。多个贯穿绝缘层及导电层的孔，可便于电解液的通过，改善电解液浸润性，改善电池的电化学性能并提升电池的重量能量密度。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种集流体，极片和电化学装 置。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污 染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而锂离子 电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常情况时很容易发生着火、爆炸，从而 引起严重危害。因此锂离子电池的安全问题很大程度地限制了锂离子电池 的应用和普及。

大量实验结果表明，电池内短路是造成锂离子电池安全隐患的根本所 在。为了避免发生电池内短路，研究者们试图改进隔膜结构、电池机械结 构等。其中有些研究是从改善集流体的设计方面来提升锂离子电池的安全 性能。

当由于发生碰撞、挤压、穿刺等异常情况而导致电池发生内短路时， 电池温度会上升；已有技术中有采用在金属集流体的材料中加入低熔点合 金的技术方案，随着电池温度的上升，该集流体中的低熔点合金发生熔融， 从而造成极片断路，由此切断电流，从而改善了电池的安全性；或采用具 有树脂层两面复合有金属层的多层结构的集流体，随着电池温度的上升， 当达到树脂层的材料的熔点时，该集流体的树脂层熔融而使极片破损，由 此切断电流，从而改善电池的安全问题。

然而已有技术中的这些方法都无法有效地阻止锂离子电池内短路的 发生，而且也无法保证在异常情况发生后电池还可以继续工作。在上述这 些改进方法中，电池发生内短路后，电池温度依然会急剧升高，当电池温 度骤升时，若安全构件不能快速响应的话，则依然会发生不同程度的危险； 而且在上述这些改进方法中，在安全构件响应后，虽然电池的安全隐患得 以解决，然而电池却无法继续工作。

因此，有必要提供一种能在碰撞、挤压、穿刺等异常情况发生后，有 效地防止电池由于内短路的发生而引起的着火、爆炸等事故且不影响电池 正常工作的正极集流体和电池设计。

发明内容

鉴于此，本申请提出一种集流体，其极片和电化学装置。

第一方面，本申请提出一种集流体，包括绝缘层和导电层，所述导电 层位于所述绝缘层的至少一个表面上，所述集流体还包括设置于所述导 电层的背离所述绝缘层的表面上的第一保护层，所述集流体中设置有多个 贯穿所述绝缘层、所述导电层及所述第一保护层的孔，所述第一保护层为 金属氧化物保护层。

第二方面，本申请提出一种极片，包括第一方面的集流体和形成于所 述集流体至少一个表面的电极活性材料层。

第三方面，本申请提出一种电化学装置，包括正极极片、隔膜和负极 极片，所述正极极片和/或负极极片为第二方面的极片。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：