[发明专利]一种二次电池双极集流体及其制造工艺

说明书

本发明属于新能源电池制造技术领域，具体涉及一种二次电池双极集流体及其制造工艺，通过表面离子修饰以实现制备电阻小、超薄的复合双极集流体。由于本发明的辅助离子层很薄，使得此处的电子传导效率不会受到太大影响，且复合双极集流体的厚度不会过度增加，能够获得低电阻、超薄的复合双极集流体。本发明通过纳米级辅助离子层添加，实现了集流体内部接触电阻小、可超薄制备的目的，可以提高新能源电池的能量密度。

技术领域

本发明属于新能源电池制造技术领域，具体涉及一种二次电池双极集流体及其制造工艺。

背景技术

现有电动汽车使用的动力电池是通过单个电芯之间外部串联实现高电压，这种方法在导线接触处往往会因电阻过高而削弱功率输出，同时复杂的线束增加了技术成本、降低了空间利用率。双极电池是通过在双极集流体两侧分别涂布正负极，实现电芯内部串联，这种方法可以轻易的实现电池的高电压输出，制备出的电池具有能量密度高、输出功率大的优点。

双极电池由于集流体两侧同时涂布正负极，这就要求集流体正极面需要耐氧化，负极面需要耐还原，同时集流体需具有足够大的强度以抵抗可能的孔洞出现，因为双极集流体细微的孔洞即可能造成内部离子短路。目前较为理想的双极集流体是铜铝复合集流体，现有公开的技术主要集中于寻找合适的方法将铝箔和铜箔整合到一起，如CN111725519A，发明人将锡层置于铝箔和铜箔之间，通过热压使得锡层熔融进而实现铝箔和铜箔的粘结，该法使用的锡层为10-50μm，远大于目前正常使用的铜、铝箔厚度，制备出的电芯能量密度势必受到较大削弱，且锡层的厚度不均也会影响复合集流体厚度的均一性，另如CN108390068A，发明人用聚合物将铜、铝材料粘合在一起，由于聚合物的绝缘性，集流体内的电子传输将受到较大阻碍。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种二次电池双极集流体及其制造工艺，通过表面离子修饰以实现制备电阻小、超薄的复合双极集流体。

为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种二次电池双极集流体，包括：

支撑箔材，为所述集流体的耐氧化层或耐还原层之一；

添加层，为所述集流体的耐氧化层或耐还原层之另一；

辅助离子层，设置在所述支撑箔材与所述添加层之间，用于降低所述添加层与所述支撑箔材相结合的反应活化能。

进一步的，所述辅助离子层的成分为所述添加层的蒸镀亲和元素或沉积亲和元素；所述添加层通过蒸镀工艺或沉积工艺结合在所述支撑箔材上。

进一步的，所述辅助离子层注入或溅射在所述支撑箔材上。

进一步的，所述耐氧化层为铝或铝合金；所述耐还原层为铜、铜合金、镍或镍合金；所述支撑箔材的厚度为7-16μm；所述辅助离子层的厚度为5-510nm。

进一步的，所述支撑箔材为铝或其合金，所述添加层为铜或其合金，所述辅助离子层包括硫离子、氧离子或氮离子。

进一步的，所述支撑箔材为铜或其合金，所述添加层为铝或其合金，所述辅助离子层包括氯离子、氧离子或氟离子。

进一步的，所述支撑箔材为镍或其合金，所述添加层为铝或其合金，所述辅助离子层包括氯离子。

进一步的，本发明还提出一种基于上述二次电池双极集流体的二次电池双极集流体制造工艺，包括以下步骤：

1)对所述支撑箔材表面进行抛光处理；

2)对所述表面进行除油；

3)对所述表面用去离子水清洗并干燥；

4)在所述表面进行辅助离子层注入或溅射；

5)在所述表面进行所述添加层的沉积或蒸镀。