[实用新型]一种锂电池集流体

说明书

本实用新型公开了一种锂电池集流体，所述锂电池集流体包括多孔金属箔以及覆盖在多孔金属箔上下表面的具有电阻正温度效应的材料层，所述多孔金属箔为铝箔、铜箔、涂炭铝箔或涂炭铜箔，所述具有电阻正温度效应的材料层由至少一种聚合物材料和至少一种导电材料组成，所述覆盖在多孔金属箔上下表面的具有电阻正温度效应的材料层部分嵌入所述多孔金属箔的孔内。该锂电池集流体具有内部界面结合特性优异、与锂电池正负极材料接触电阻低、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，尤其涉及一种锂电池集流体，特别是一种将具有电阻正温度效应的材料层覆盖在多孔金属箔上下表面的锂电池集流体及其制备方法。

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，已有方案为将具有电阻正温度效应的材料层覆盖在金属铝箔或铜箔上下表面，但是具有电阻正温度效应的材料层与金属箔的界面结合状况对锂电池集流体性能影响明显。本实用新型用多孔金属箔替代常规金属箔，可以显著改善具有电阻正温度效应的材料层与金属箔的界面结合状况，从而提升锂电池的各项性能指标。

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是如何解决具有电阻正温度效应的材料层与金属箔的界面结合状况，从而使锂电池的性能得到提升。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种将具有电阻正温度效应的材料层覆盖在多孔金属箔上下表面的锂电池集流体。具体技术方案如下：

一种锂电池集流体，所述锂电池集流体由多孔金属箔及覆盖在所述多孔金属箔上下表面的具有电阻正温度效应的材料层组成，所述具有电阻正温度效应的材料层由至少一种结晶度性聚合物材料和至少一种导电材料组成，所述具有电阻正温度效应的材料层嵌入所述多孔金属箔的孔内。

进一步地，所述多孔金属箔的厚度为1μm-25μm，所述具有电阻正温度效应的材料层的厚度为0.1μm-10μm，所述锂电池集流体的厚度为1μm-45μm。

进一步地，所述多孔金属箔的孔隙度介于1％-80％之间，当孔隙率低于1％时，具有电阻正温度效应的材料层与多孔金属箔的界面结合状况不理想；当孔隙率大于80％时，多孔金属箔的金属部分显著减少，会增加集流体的内阻，并影响电流通过能力。

进一步地，所述多孔金属箔可以通过化学蚀刻、酸洗、冲压、激光打孔等得到。

进一步地，所述多孔金属箔为铝箔、铜箔、涂炭铝箔或涂炭铜箔。

进一步地，所述结晶性聚合物材料的体积占所述具有电阻正温度效应的材料层的50％-99％，所述导电材料的体积占所述具有电阻正温度效应的材料层的1％-50％，所述导电材料粒径分布范围为0.001μm-10μm。