[发明专利]一种双极性电极及电池

说明书

本发明提出了一种双极性电极，包括复合双极性集流体、正极材料、负极材料和两个导电密封膜；复合双极性集流体包括基膜以及涂覆在基膜两侧的第一导电层、第二导电层，正极材料、负极材料分别贴附在第一导电层、第二导电层上；导电密封膜包括密封导电层和聚合物层，两个导电密封膜分别设置在复合双极性集流体两端并且导电密封膜的密封导电层两端分别与第一导电层、第二导电层连接，聚合物层包裹在密封导电层外侧并且聚合物层位于密封导电层两侧均设有留白区，聚合物层两侧的留白区分别与第一导电层、第二导电层连接。本发明引入导电密封膜，能够将复合双极性集流体两侧的第一导电层、第二导电层连接，减小复合双极性集流体的内阻。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种双极性电极及电池。

背景技术

双极性电池是在复合双极性集流体两边面分别涂覆不同极性的活性物质，并通过单元串联叠加的方式构成电池，这种电池具有高电压、高能量密度、过流能力高的特点。作为双极性电池的重要组成部分，复合双极性集流体一般采用的是将铜箔、铝箔直接复合得到的铜铝复合箔，但是铜铝复合箔的厚度都较大，无法实现轻质化的要求。因此一种在绝缘聚合物膜两表面复合金属箔材所得到的复合双极性集流体应运而生，由于复合双极性集流体是以绝缘聚合物膜为基膜的，其在重量上更有优势，但是这种基膜是绝缘的，无法形成电子通道。

此外，在双极性电池中，每个电池单元内都进行独立的电化学反应，如果电池单元的密封性不好，很容易引起电解液的泄露，进而造成相邻电池单元之间的液接，影响电池的整体性能。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种双极性电极及电池。

本发明提出的一种双极性电极，包括复合双极性集流体、正极材料、负极材料和两个导电密封膜；复合双极性集流体包括基膜以及涂覆在基膜两侧的第一导电层、第二导电层，正极材料、负极材料分别贴附在第一导电层、第二导电层上；导电密封膜包括密封导电层和聚合物层，两个导电密封膜分别设置在复合双极性集流体两端并且导电密封膜的密封导电层两端分别与第一导电层、第二导电层连接，聚合物层包裹在密封导电层外侧并且聚合物层位于密封导电层两侧均设有留白区，聚合物层两侧的留白区分别与第一导电层、第二导电层连接。

优选的，密封导电层通过焊接的方式与第一导电层、第二导电层连接。

优选的，密封导电层的厚度为0.01-5μm；优选的，密封导电层的厚度为0.5-1.5μm。

优选的，密封导电层的导电材料为金、银、铜、铝、锌、铁、镍、石墨颗粒中的一种或多种；优选的，在聚合物层上采用真空蒸镀、磁控溅射、离子镀、电沉积或涂布导电材料方式形成密封导电层。

优选的，聚合物层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种，聚合物层的厚度为1-30μm；优选的，聚合物层的厚度为5-15μm。

优选的，复合双极性集流体的厚度为1-50μm；优选的，复合双极性集流体的厚度为3-20μm。

优选的，复合双极性集流体的基膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种；基膜的厚度为1-20μm；优选的，基膜的厚度为3-8μm。

优选的，第一导电层的材质为金属铝，第二导电层的材质为金属铜、镍中的一种或两种；优选的，在基膜上通过真空蒸镀、磁控溅射、离子镀或电沉积方式形成第一导电层、第二导电层；优选的，第一导电层、第二导电层的厚度为0.01-5μm并且第一导电层的厚度大于或等于第二导电层的厚度。

优选的，正极材料与第一导电层之间设置有厚度为0.01-2μm的第一导电涂层，负极材料与第二导电层之间设置有厚度为0.01-2μm的第二导电涂层；优选的，第一导电涂层、第二导电涂层的材质为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、乙炔黑中的一种或多种。