[实用新型]一种多功能锂电池集流体

说明书

本实用新型公开了一种多功能锂电池集流体，所述锂电池集流体包括金属箔以及覆盖在金属箔上下表面的多功能材料层，所述金属箔为铝箔、铜箔、涂炭铝箔或涂炭铜箔，所述多功能材料层由至少一种聚合物材料和至少一种导电材料组成。该多功能锂电池集流体具有与锂电池活性材料接触电阻低、结合强度高的特点，可以有效地提高锂电池的循环性能，同时还可以对锂电池进行主动热管理，有效防止锂电池热失控，从而提高锂电池的安全性能。

技术领域

本实用新型涉及锂电池领域，尤其涉及一种多功能锂电池集流体，特别是一种将多功能材料层覆盖在金属箔上下表面的锂电池集流体。

背景技术

自从1990年索尼(Sony)将锂电池商品化以来，锂电池得到快速发展，其能量密度、循环寿命、安全性能有了显著提高，占据的市场规模日益增加，预计2020年全球锂离子电池市场规模将会超过2000亿Wh，年均复合增长率接近25％。

但是随着市场对锂电池性能的要求越来越高，人们一直致力于提升和改变锂电池的能量密度、循环寿命和安全问题。在电动汽车领域，锂电池的能量密度影响到汽车的续航里程，循环寿命则会影响到汽车的使用寿命和后续维护，而安全性能成为了高能量密度电池大规模应用于电动汽车的主要障碍。

为了提升锂电池的能量密度，人们开发了镍钴锰酸锂三元正极材料，但是这类材料的安全性能欠佳；为了提升锂电池的安全性能，人们也进行了许多努力和尝试，例如外置式热敏电阻、电解液稳定剂和防过充添加剂等，但是这些方法的效果有限；为了提升锂电池的循环寿命，涂炭铝箔成为近年来的研究热点，但是涂炭铝箔功能单一，对锂电池的安全性能并无实质性的帮助。

因此，本领域技术人员致力于开发一种能兼顾高能量密度、良好的循环寿命和稳定的安全性能的技术方案。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题如何使得锂电池可以兼顾高能量密度、良好的循环寿命及稳定的安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种将多功能材料层覆盖在金属箔上下表面的锂电池集流体。具体技术方案如下：

本实用新型公开了一种多功能锂电池集流体，所述锂电池集流体由金属箔及覆盖在所述金属箔上下表面的厚度为0.1μm-10μm的多功能材料层组成，所述多功能材料层由至少一种结晶度大于10％的聚合物材料和至少一种导电材料组成，所述聚合物材料的体积占所述多功能材料层的50％-99％，所述导电材料的体积占所述多功能材料层的1％-50％，所述导电材料粒径分布范围为0.001μm-10μm且至少90％的粒径分布在0.001μm-1μm之间。

进一步地，所述金属箔的厚度为1μm-25μm，所述锂电池集流体的厚度为1μm-45μm。

进一步地，所述金属箔为铝箔、铜箔、涂炭铝箔或涂炭铜箔。

进一步地，所述聚合物材料为：聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯、聚氟乙烯、羧甲基纤维素、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯、聚三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚甲醛、丁苯橡胶、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述导电材料为：碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、金属粉末、复合导电材料、导电陶瓷粉末中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述复合导电材料为：碳黑、石墨、石墨烯包覆的金属粉末或导电陶瓷粉末中的一种或几种的混合物，所述导电陶瓷粉末为：金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物、MAX相陶瓷材料中的一种或几种的混合物，所述金属粉末为：镍、铜、钴、钨、锡、铅、铁、银、金、铂或其合金中的一种或几种的混合物。