[发明专利]集流体、集流体制造方法、电极极片及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种集流体、集流体制造方法、电极极片及锂离子电池，集流体包括：控温薄膜，控温薄膜具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面和第二表面均镀有导电增强层；控温薄膜的材质为非金属吸热导电材料，导电增强层的材料为铜或铝。实现减轻电池集流体质量，提高电池能量密度和安全性，同时吸收电池在循环过程中产热，降低电池温度，提升电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体地，涉及一种集流体、集流体制造方法、电极极片及锂离子电池。

背景技术

传统锂离子电池制造业中，负极多选用铜箔、正极选用铝箔作为集流体，集流体只具有传导电子的作用，集流体功能相对单一。铜的密度为8.9g/cm³，铝的密度为2.7g/cm³正负极集流体的总质量约占单体电池总质量的14％-18％左右，不能满足锂离子电池的高能量密度、轻量化的追求。同时，锂离子电池充放电过程中也会产生热量，导致电池本身温度过高，存在安全隐患。

目前可替代传统箔材的轻量化集流体大多是将塑料薄膜上通过加设导电层。现有的一种方案中采用多层结构集流体，包括塑料薄膜，在所述塑料薄膜的上、下表面依次镀有粘接力增强层和金属镀层，从而实现电池的轻量化，提高能量密度。此类方法过于依赖支撑层的稳定性，即需要一种耐高温、耐腐蚀、机械强度好的塑料薄膜，综合具备这些条件的塑料薄膜很难找到。并且在电池破损等危险发生时，由于塑料本身为易燃材料，相比于箔材安全性能更差。

在现有的另一种方案中，锂离子电池正极极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的电极材料层，正极集流体包括间隔平行叠置的至少两层铝箔，相邻铝箔之间设有粘结剂层。一方面，较薄厚度的铝箔在外力等机械破坏时产生的毛刺较小，不容易刺穿隔膜，短路的风险会显著降低；另一方面，粘结剂层可以对挤压、撞击或刺穿等机械破坏产生一定的缓冲作用，减少集流体破坏时毛刺的产生量，进而进一步降低电池短路的风险。但此方案导致增大了集流体厚度，不能满足电池轻量化的现代需求。

因此，需要提出一种集流体，能够减轻电池集流体质量，提高电池能量密度和安全性，同时吸收电池在循环过程中产热，降低电池温度，提升电池的循环性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种集流体、集流体制造方法、电极极片及锂离子电池，实现减轻电池集流体质量，提高电池能量密度和安全性，同时吸收电池在循环过程中产热，降低电池温度，提升电池的循环性能。

为实现上述目的，本发明提出了一种集流体，包括：

控温薄膜，所述控温薄膜具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面和所述第二表面均镀有导电增强层；

所述控温薄膜的材质为非金属吸热导电材料，所述导电增强层的材料为铜或铝。

可选地，所述非金属吸热导电材料包括碳纤维、石墨烯和固-固相变复合材料。

可选地，所述固-固相变复合材料包括石蜡石墨相变复合材料。

可选地，所述控温薄膜的厚度为1μm至2μm。

可选地，所述导电增强层的厚度为100nm至500nm。

本发明还提出一种集流体制造方法，包括：

提供由非金属吸热导电材料制备的控温薄膜，所述控温薄膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

清洗并吹净所述控温薄膜的所述第一表面和所述第二表面；

将铜或铝以原子形式通过镀膜方法分别在所述第一表面和所述第二表面上形成导电增强层。

可选地，所述非金属吸热导电材料包括碳纤维、石墨烯和固-固相变复合材料，所述固-固相变复合材料包括石蜡石墨相变复合材料；所述控温薄膜的厚度为1μm至2μm。