本申请涉及一种复合集流体及包括其的复合极片及电化学装置。本申请的复合集流体包括：中间层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且所述中间层为电子绝缘的离子导体；第一金属层，其设置在所述第一表面上；以及第二金属层，其设置在所述第二表面上，其中所述第一金属层与所述第二金属层分别包含至少一个孔，且所述孔暴露部分所述第一表面及部分所述第二表面。由于中间层为离子导体，其通过所述孔而暴露的部分能够有效形成连接两侧活性物质的离子通路，改善了离子传导能力。此外，复合极片由于增加了离子传导通路，有助于保证正、负极活性物质的容量发挥，从而进一步提升了复合极片能量密度。
Composite collector, composite plate containing it and electrochemical device
【技术实现步骤摘要】
复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置
本申请涉及储能
，尤其涉及复合集流体及包括其的复合极片及电化学装置。
技术介绍
锂离子电池具有体积和质量能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。随着近年来电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对锂离子电池的能量密度、安全性、循环性能等相关需求越来越高。集流体作为锂离子电池中的一个重要部件，具有将锂离子电池活性物质产生的电流汇集起来以形成较大的电流对外输出的功能。复合集流体的使用可进一步提高能量密度、提高韧性和延展率从而实现生产中的工艺优化、以及提高单位质量能量密度并提高安全性。为进一步提高电化学装置的电学性能，有必要对复合集流体进行进一步的优化。
技术实现思路
本申请提供一种复合集流体以及包含其的复合极片及电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。根据本申请的第一方面，本申请提供了一种复合集流体，其包括：中间层，其具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，且该中间层为电子绝缘的离子导体；第一金属层，其设置在该第一表面上；以及第二金属层，其设置在该第二表面上，其中第一金属层与第二金属层分别包含至少一个孔，且该孔暴露部分第一表面及部分第二表面。由于中间层具有离子传导能力，其可以通过该孔连通复合集流体两侧以形成离子通路，从而改善了复合集流体的离子传导能力，并提高了电学性能。根据本申请的一些实施例，该孔的平均孔径为约20μm至约3000μm、平均孔密度为约1个/cm2至约100个/cm2、以及平均孔面积比例为约0.001％至约30％。根据本申请的一些实施例，该第一金属层与该第二金属层各自独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合中的至少一种。根据本申请的一些实施例，该离子导体选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。根据本申请的第二方面，本申请提供了一种复合极片，该复合极片包括：上述实施例中的复合集流体；正极活性物质层，其设置在该第一金属层上；以及负极活性物质层，其设置在该第二金属层上。根据本申请的一些实施例，该正极活性物质层可覆盖部分或全部该第一表面的暴露部分，且该负极活性物质层可覆盖部分或全部该第二表面的暴露部分。根据本申请的一些实施例，该复合极片进一步包括导电涂层，其中该导电涂层设置于以下两者中的至少一者：该正极活性物质层与该第一金属层之间及该负极活性物质层与该第二金属层之间。根据本申请的一些实施例，该导电涂层包括导电剂及聚合物，其中该导电剂选自组合碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑、人造石墨、石墨烯、金属纳米线中的至少一种；以及根据本申请的一些实施例，该聚合物选自组合聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。根据本申请的第三方面，本申请提供了一种电极组件，所述电极组件包含上述实施例中的复合极片。根据本申请的第四方面，本申请提供了一种电化学装置，该电化学装置包含上述实施例中的电极组件。根据本申请的一些实施例，该电化学装置为锂离子电池。根据本申请的第五方面，本申请还提供了一种电子装置，该电子装置包含上述实施例中的电化学装置。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1A为根据本申请一些实施例中复合集流体的结构示例的截面图。图1B为根据本申请一些实施例中复合集流体的结构示例的俯视图。图2为根据本申请一些实施例中一种复合极片的结构示例的截面图。具体实施方式本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，该术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于该数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于该值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为该两个数值“大体上”相同。在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于该范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。本申请对基于复合集流体的设计作了进一步的改进，改进后的复合集流体包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合集流体，其包括：中间层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且所述中间层为电子绝缘的离子导体；第一金属层，其设置在所述第一表面上；以及第二金属层，其设置在所述第二表面上，其中所述第一金属层与所述第二金属层分别设置至少一个孔，且所述孔暴露部分所述第一表面及部分所述第二表面。
【技术特征摘要】
1.一种复合集流体，其包括：中间层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且所述中间层为电子绝缘的离子导体；第一金属层，其设置在所述第一表面上；以及第二金属层，其设置在所述第二表面上，其中所述第一金属层与所述第二金属层分别设置至少一个孔，且所述孔暴露部分所述第一表面及部分所述第二表面。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述孔的平均孔径为20μm至3000μm、平均孔密度为1个/cm2至100个/cm2、以及平均孔面积比例为0.001％至30％。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述第一金属层与所述图案化第二金属层各自独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合中的至少一种。4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述离子导体选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。5.一种复合极片，其包括：根据权利要求1-4中任一权利要求所述的复合集流体；正极活性物质层，其设置在所述第一金属层上；以及负极...
【专利技术属性】
技术研发人员：张益博，王斌，李翔，胡乔舒，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。