[发明专利]二次电池用集流体、二次电池极片及其制造方法和二次电池

说明书

本发明提供了一种二次电池用集流体、二次电池极片及其制造方法和二次电池，所述集流体的表面设有复合区和空箔区，所述复合区设置于所述集流体至少一面的两侧边沿，所述复合区设置有涂层，所述复合区的厚度t1与空箔区的厚度t2满足关系式：1μm≤t1‑t2≤200μm。本发明通过在金属箔材集流体的特定区域涂布有机高分子聚合物或/和一维材料涂层形成复合型集流体，使得金属箔材边沿处的缺口和靠近边沿的针孔被聚合物覆盖并修复。该设计可以提升集流体边沿的拉伸强度，有效降低锂离子电池极片在生产过程中发生的断带事故，从而提升锂离子电池的制造优率，降低产品综合成本。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及一种二次电池用集流体、二次电池极片及其制造方法和二次电池。

背景技术

二次电池作为新能源行业的核心零部件，能够为电动交通工具提供驱动力，对于节能减排、绿色能源的推广具有重要意义。其中，集流体作为电池结构设计中不可或缺的部分，起到承载电池活性物质、提供电流通道以及连接内外电路的关键作用。

在二次电池的生产过程中，活性物质和导电剂、粘结剂等辅材会分散于溶剂中形成浆料，浆料被涂布于集流体表面，再经过干燥、辊压、分切等过程制备成极片。在辊压过程中为保持极片加工的均匀性，会在极片上施加较大的张力。这对于集流体的拉伸强度和延展性都提出了较高要求，也使得该工序中极易发生断带事故，影响生产效率的同时造成大量的物料浪费。

除了集流体本身的拉伸强度和延展性以外，集流体边沿的缺陷也是造成辊压断带的主要因素。现阶段常用的铜铝箔一般通过压延以及电镀的方法制成，其在出货之前都需要分切为电池厂所需要的宽度。分切过程中刀片的锋利程度或者设置角度出现问题时极易在箔材边沿留下缺口，这些缺口会导致箔材在较小的张力下就发生撕裂。压延法制得的铝箔在任意区域都可能由于杂质或者气泡产生针孔，当针孔出现在箔材边沿时也会成为断带事故发生的温床。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种二次电池用集流体、二次电池极片及其制造方法和二次电池。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明的第一方面提供一种二次电池用集流体，所述集流体的表面设有复合区和空箔区，所述复合区设置于所述集流体至少一面的两侧边沿，所述复合区设置有涂层，所述复合区的厚度t1与空箔区的厚度t2满足关系式：1μm≤t1-t2≤200μm。

优选的，所述复合区的厚度t1与空箔区的厚度t2满足关系式：10μmt1-t2≤200μm。

优选的，所述复合区的抗拉强度为A1，所述空箔区的抗拉强度为A2，其中，A2-A1≥20Mpa。优选的，A2-A1≥40Mpa。复合区厚度过小，则集流体在经过辊压工序后仍然容易产生褶皱；复合区厚度过大，则可能导致活性材料涂布后的涂布区在辊压过程中与压辊接触受到影响。

优选的，所述复合区的涂层含有有机高分子和/或一维材料。

优选的，所述有机高分子选自聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯中的一种或多种。

优选的，所述一维材料选自碳纳米管、碳纤维、金属纳米线、人造纤维、天然纤维中的一种或多种。

优选的，所述复合区连续或间断地覆盖集流体的边沿区域。在二次电池(例如锂离子电池)的生产过程中，集流体至少一面的中央部位会被涂布上含有活性物质的涂层进而被制成电池极片，工艺中会经历干燥、辊压、分切等过程。在这一系列过程中为保持极片加工的均匀性，都会使用收卷-放卷机构并在极片上施加张力。这对于集流体的抗拉强度和延展性都提出了较高要求。尤其是在辊压工序中，传统集流体由于表面存在活性物质涂布区以及未涂布区，二者在过辊时由于厚度不同集流体的也使得该工序中极易发生断带事故，影响生产效率的同时造成大量的物料浪费。