[发明专利]阻燃型复合集流体、电池和用电装置

说明书

本申请涉及电池技术领域，本申请提供一种阻燃型复合集流体，其包括基膜层和金属层。基膜层包括有机聚合材料。金属层设置于基膜层的至少一个表面上，金属层包括在基膜层上依次层叠的第一金属层、第二金属层和第三金属层。第一金属层内具有第一金属颗粒，第二金属层内具有第二金属颗粒，所述第三金属层内具有第三金属颗粒；第一金属颗粒的粒径D1、第二金属颗粒的粒径D2和第三金属颗粒的粒径D3满足如下关系：D1≤D2，且D1＜D3。上述复合集流体能够提高复合集流体导热性和阻燃性，进而提高包括上述复合集流体的电池及用电装置的安全性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种阻燃型复合集流体、电池和用电装置。

背景技术

锂电池由于具有循环寿命长、节能环保等优势受到了广泛的关注。近年来，社会和国家对环境保护和节能降耗的要求越来越高，由此对锂电池的能量密度和安全性能也提出了更高的要求。集流体是电池的重要部件之一，能够将电极活性材料产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流对外输出。目前，市面上大部分的锂电池采用铝箔(正极)和铜箔(负极)作为集流体，但这类金属箔集流体延展性有限且质量比重较高。此外，铜箔的价格高昂，增加了锂电池的成本。

复合集流体能够改善传统金属箔集流体存在的延展性差、质量比重大的问题。复合集流体通常包括基膜层以及设置于基膜层表面的金属层，其中基膜层通常包括有机聚合材料，因此能够提高集流体的延展性。金属层包括铝镀层或铜镀层，起到导电的作用。然而在传统的复合集流体中，由于基膜层的有机聚合材料的熔点较低，导致整个复合集流体导热性和阻燃性都比较差，在电池受热时，复合集流体易发生燃烧，进而引起电池的起火甚至爆炸，对含有上述复合集流体的电池以及用电装置的安全性造成严重影响。

因此，如何提高复合集流体的导热性和阻燃性成为了亟待解决的问题。

发明内容

基于此，本申请提供了一种阻燃型复合集流体、电池和用电装置，该复合集流体具有较高的导热性和阻燃性，有利于提高含有该复合集流体的电池和用电装置的安全性能。

本申请第一方面，提供一种阻燃型复合集流体，其包括基膜层和金属层。基膜层包括有机聚合材料。金属层设置于基膜层的至少一个表面上，金属层包括在基膜层上依次层叠的第一金属层、第二金属层和第三金属层。第一金属层内具有第一金属颗粒，第二金属层内具有第二金属颗粒，第三金属层内具有第三金属颗粒。第一金属颗粒的粒径D1、第二金属颗粒的粒径D2和第三金属颗粒的粒径D3满足如下关系：D1≤D2，且D1＜D3。

本申请通过在基膜层上设置具有不同颗粒粒径的金属层，且靠近基膜层的第一金属层的颗粒粒径较小，使得第一金属层的致密度较高，能够有效地将基膜层的热量导出并防止基膜层起火燃烧，进而提高了整个复合集流体的导热性和阻燃性。进一步地，不同金属层的颗粒粒径满足上述关系式，使得复合集流体中不同位置的导热性和阻燃性存在差异，进而能够有针对性地提高复合集流体中不同位置的导热性和阻燃性。此外，远离基膜层的第三金属层中的金属颗粒的粒径较大，能够提高复合集流体表面的粗糙度，有利于增强复合集流体与涂布在其表面的电极活性材料的结合强度，使得电极活性材料不易发生脱落，进而增强了复合集流体的导电性。

在其中一些实施例中，30nm≤D1≤80nm，30nm≤D2≤90nm，80nm≤D3≤120nm。

在其中一些实施例中，按照质量百分比计，第一金属层包括99.3％～100％的第一金属颗粒，第二金属层包括99.1％～100％的第二金属颗粒，第三金属层包括98.7％～100％的第三金属颗粒。

在其中一些实施例中，第二金属层包括多个子层，多个子层在第一金属层与第三金属层之间依次层叠设置。第二金属层中子层的层数为7～10。

在其中一些实施例中，第一金属层的层数为1，第三金属层的层数为1，金属层的总层数为9～12。