[发明专利]一种集流体及其应用

说明书

本发明提供一种集流体及其应用。本发明的集流体，包括绝缘层和设置在绝缘层的两个功能表面的第一导电层和第二导电层；绝缘层包括第一部分和第二部分，第一部分设置有N个第一通孔，第一通孔内填充有连接第一导电层和第二导电层的第一导电体，N≥1。采用本发明的集流体制备锂离子电池时，可以解决锂离子电池通电时，极耳连接区域的电流密度大产生的安全隐患，可以采用常规的极耳连接方法进行极耳连接，制备工艺简单；由于集流体具有绝缘层，当锂离子电池的温度升高时，绝缘层会发生融化变形，切断锂离子电池的电流通路，提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种集流体及其应用。

背景技术

锂离子电池的能量密度高、功率密度高，是一种用途非常广泛的二次电池，在消费类电子产品、电动交通工具以及储能等领域有着广阔的应用前景。然而，锂离子电池在一些滥用条件下(如针刺、挤压、撞击等)会导致内部短路进而引起热失控引发安全事故。所以，对锂离子电池的安全性能进行改善受到越来越高的关注。

集流体作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响锂离子电池的性能。而常规的锂离子电池集流体采用金属箔材，正极通常用金属铝箔，负极通常用金属铜箔，在电池内部发生短路的情况下无法切断电流，会导致热量聚集最终引发热失控。

现有技术中，将“导电层-绝缘层-导电层”三层结构的集流体用于锂离子电池，可在电池发生内短路时从内部切断短路电流，抑制电池内部热失控，从而大幅度改善电池安全性能。然而，由于“导电层-绝缘层-导电层”三层结构的集流体中的两层导电层被绝缘层分隔开来，两层导电层之间无法实现电子导通，当进行极耳连接时，需要对极耳的连接工艺进行大幅改变，使得制造工艺复杂，制备锂离子电池制作工艺复杂，并且制得的锂离子电池的可靠性下降，同时复杂的连接工艺也会影响电池的性能，尤其是极耳焊接时焊点会过大，增大电池的内阻，并且中间是绝缘层的集流体所获得的电池的内阻相比常规的金属箔材集流体所获得的电池的内阻明显增大。

为了克服“导电层-绝缘层-导电层”三层结构的集流体制备的电池的内阻大的缺点，可以在绝缘层上设置通孔，在通孔中填充导电体，通过导电体使得分布在绝缘层两侧的两层导电层实现电子导通，但是此设置获得的集流体的安全性能难以满足需求。

因此，需要提供一种安全性能佳，内阻低的集流体。

发明内容

本发明提供一种集流体，所述集流体具有良好的安全性能和较低的内阻。

本发明提供一种极片，所述极片具有良好的安全性能和较低的内阻。

本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置的内阻低，安全性能好。

本发明提供一种集流体，包括绝缘层和设置在所述绝缘层的两个功能表面的第一导电层和第二导电层；

所述绝缘层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置有N个第一通孔，所述第一通孔内填充有连接第一导电层和第二导电层的第一导电体，N≥1。

如上所述的集流体，其中，所述第二部分设置有M个第二通孔，所述第二通孔内填充有连接第一导电层和第二导电层的第二导电体，所述第一部分的电导率大于第二部分的电导率，M≥1。

如上所述的集流体，其中，在所述绝缘层的第一功能表面上，所述第一通孔的总面积与所述第一部分的面积之比为θ1，7％≤θ1≤80％。

如上所述的集流体，其中，所述第一功能表面中，所述第二部分的面积为 80％-90％。

如上所述的集流体，其中，所述第一导电层和/或所述第二导电层的厚度为 0.1-3μm。

如上所述的集流体，其中，所述绝缘层的厚度为1-20μm。

如上所述的集流体，其中，所述绝缘层包括聚合物。