[发明专利]一种集流体及其应用

说明书

本发明提供了一种集流体及其应用。本发明第一方面提供了一种集流体，所述集流体包括M个金属层和N个聚合物层，所述金属层和聚合物层层叠设置，其中，L个金属层包括极耳连接区和非极耳连接区，所述极耳连接区的厚度大于所述非极耳连接区的厚度，M≥1，N≥1，L≥1，M≥L。本发明提供了一种集流体，通过对金属层上用于连接极耳的极耳连接区做增厚处理，有效提高了极耳的焊接强度，从而提高了极耳与集流体的结合力，降低了极耳连接区的接触阻抗，提高了极耳与金属层的连接良率。

技术领域

本发明涉及一种集流体及其应用，涉及锂离子电池技术领域。

背景技术

由于锂离子电池的能量密度以及功率密度高，目前已是一种用途非常广泛的二次电池。常规的锂离子电池集流体采用金属箔材，正极通常使用金属铝箔，负极通常使用金属铜箔，而直接采用该金属箔材制备得到的锂离子电池一旦发生内部短路，电池内部无法切断电流，导致热量聚集最终引发热失控。为了解决该问题，有研究者采用一类新型的聚合物/金属复合集流体替代常规的金属集流体，这类集流体通常采用不导电的聚合物薄膜做基底，并在聚合物薄膜的上下表面镀一层金属材料。例如在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜的上下表面镀金属铝作为正极集流体，在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜的上下表面镀金属铜作为负极集流体，都取得了一定的改善电池安全性能的效果。

然而，在上述聚合物/金属复合集流体连接极耳后，由于极耳与集流体的结合力差，导致极耳连接区的接触阻抗高，此外，连接在复合集流体上的极耳良率也较低，最终对复合集流体以及锂离子电池的性能都产生一定的影响。因此，如何改善连接在聚合物/金属复合集流体上的极耳的接触阻抗以及连接良率受到了越来越多的关注。

发明内容

本发明提供一种集流体，用于解决现有的聚合物/金属复合集流体上极耳的接触阻抗高、连接良率低的问题。

本发明第一方面提供了一种集流体，所述集流体包括M个金属层和N个聚合物层，所述金属层和聚合物层层叠设置，其中，L个金属层包括极耳连接区和非极耳连接区，所述极耳连接区的厚度大于所述非极耳连接区的厚度，M≥1，N≥1，L≥1，M≥L。

本发明提供了一种集流体，该集流体结构是在现有的复合集流体上作出的改进，集流体包括层叠设置的聚合物层和金属层，金属层上连接有极耳，因此，将连接有极耳的金属层分为极耳连接区和非极耳连接区，本领域技术人员可根据现有技术并结合实际制备需要设置聚合物层和金属层的数量以及极耳的连接，随后对极耳连接区的金属层做增厚处理，使得最终集流体结构中极耳连接区的金属层厚度大于非极耳连接区的金属层厚度。具体在集流体的制备过程中，本领域技术人员可依据实际需求和现有的工艺方法进行制备，例如，可先依据现有技术制备得到金属层厚度均一的集流体，再通过常规蒸镀、溅射或电镀的方法对极耳连接区的金属层做增厚处理；或者，也可以先在聚合物层上预留出与极耳连接区面积相同的区域，再在该预留区域直接设置相应厚度的金属层，以上两种方法均可得到本申请提供的集流体结构，本发明对制备方式不做进一步限定。本发明提供了一种集流体，通过对金属层上用于连接极耳的极耳连接区做增厚处理，有效提高了极耳的焊接强度，从而提高了极耳与集流体的结合力，降低了极耳连接区的接触阻抗，提高了极耳与金属层的连接良率。

本发明可适用于多种集流体结构，详细阐述如下：

在一种具体实施方式中，所述集流体包括所述聚合物层和设置于所述聚合物层上表面或下表面的所述金属层。

图1为本发明一实施例提供的集流体结构示意图，如图1所示，本实施方式提供的集流体包括一个聚合物层1和一个金属层2，金属层2设置于聚合物层1的上表面，该金属层2远离聚合物层1的上表面包括极耳连接区(图1中短划线“----”框出的部分，下同)和非极耳连接区(图1中圆点“………·”框出的部分，下同)，极耳3与极耳连接区连接，即N＝M＝L＝1。