集流体及含其的极片、其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种集流体及含其的极片、其制备方法。集流体，其包括支撑层和沿厚度方向设置在支撑层的至少一个表面上的导电层，支撑层的至少一个与导电层相接触的表面具有第一纹路，导电层的与支撑层相接触的表面具有第二纹路，第一纹路与第二纹路为凹凸形状且相互吻合。本发明专利技术的集流体在支撑层和导电层相接触的表面上具有相吻合的纹路，能够有效地实现两侧导电层的导通，提高了集流体的过流能力；并防止了导电层产生裂纹，提高了外部极耳与导电层的焊接能力；电芯的能量密度提升10％左右；电芯的安全性能相比有所提高。芯的安全性能相比有所提高。芯的安全性能相比有所提高。

【技术实现步骤摘要】
集流体及含其的极片、其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种集流体及含其的极片、其制备方法。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池行业的快速发展，对电池成本和性能要求越来越高，铜箔占锂电池总重量比例约13％，复合集流体显著降低箔材质量，提高电池能量密度；此外，PET复合集流体中，铜/铝含量相比普通铜箔含量显著降低，预计成本显著降低。
[0003]复合集流体一般包括支撑层和支撑层两侧的功能金属合成层，由于复合集流体外层为导电导热性能良好的金属层，内层为导电性能差的支撑层，所以复合集流体的焊接以及焊接后的内阻影响着电池的一系列性能。
[0004]复合集流体一般采用超声滚焊焊接，采用两层功能金属合成层夹焊支撑层的方式进行预焊，后续再与电池外部的极耳进行主焊；除此之外，采用一层功能金属合成层与支撑层箔进行预焊，后续再与电池外部的极耳进行主焊。
[0005]两层功能金属合成层夹焊支撑层的预焊方式会导致功能金属合成层浪费严重，影响极耳区域厚度增加，对后续主焊和电芯装配造成困难，而且在一定程度上增大了电芯重量。
[0006]单侧功能金属合成层例如导电箔材的预焊方式，由于箔材的厚度薄，单层焊接导致后续箔材发生断裂和破损，影响后续与外部极耳焊接效果，恶化电芯性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了克服现有技术复合集流体在预焊后功能金属合成层容易发生断裂和破损、影响电芯性能等缺陷，提供了一种集流体及含其的极片、其制备方法。该集流体通过在支撑层和导电层相接触的表面上具有相吻合的纹路，能够有效地实现两侧导电层的导通，提高了集流体的过流能力；并防止了导电层产生裂纹，提高了外部极耳与导电层的焊接能力；电芯的能量密度提升10％左右；电芯的安全性能相比有所提高。
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种集流体，其包括支撑层和沿厚度方向设置在所述支撑层的至少一个表面上的导电层，所述支撑层的至少一个与所述导电层相接触的表面具有第一纹路，所述导电层的与所述支撑层相接触的表面具有第二纹路，所述第一纹路与所述第二纹路为凹凸形状且相互吻合。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种如上所述的集流体的制备方法，其包括如下步骤：
[0010]S1、对支撑层的至少一个表面进行表面处理形成第一纹路；和/或，对导电层的一个表面进行表面处理以形成第二纹路；
[0011]S2、将所述导电层沿厚度方向设置在所述支撑层的至少一个表面上，热压成型，使得所述支撑层的至少一个与所述导电层相接触的表面具有第一纹路，所述导电层的与所述支撑层相接触的表面具有第二纹路，所述第一纹路与所述第二纹路为凹凸形状且相互吻合。
[0012]第三方面，本专利技术提供了一种极片，其包括如上所述的集流体，以及活性材料层。
[0013]第四方面，本专利技术提供了一种电池，其包括如上所述的极片。
[0014]本专利技术的积极进步效果在于：
[0015]本专利技术的集流体在支撑层和导电层相接触的表面上具有相吻合的纹路，能够有效地实现两侧导电层的导通，提高了集流体的过流能力；并防止了导电层产生裂纹，提高了外部极耳与导电层的焊接能力；电芯的能量密度提升10％左右；电芯的安全性能相比有所提高。
[0016]本专利技术的集流体的制备方法通过设置在支撑层和导电层相接触的表面上具有相吻合的纹路从而进行铆接的方式，能够降低导电层的成本约30％，整体电芯的原材料成本预计能够降低1
‑
2％。
附图说明
[0017]图1为实施例1的支撑层未经表面处理前的结构示意图。
[0018]图2为实施例1的支撑层形成纹路后的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0020]本专利技术第一方面的集流体中：
[0021]本专利技术中，所述第一纹路的凹部的绝对深度是指所述凹部在纵向方向上从最低点到端部边缘的垂直距离。较佳地，所述第一纹路的凹部的绝对深度为0.2
‑
1.0μm，例如为0.5μm。
[0022]本专利技术中，较佳地，所述第一纹路的凹部的绝对深度与所述支撑层的厚度比值为0.02
‑
0.5，例如0.125。
[0023]本专利技术中，较佳地，所述凹凸形状的纹路为火花纹、波纹或螺纹。
[0024]本专利技术中，较佳地，在所述支撑层的表面上，所述第一纹路的面积占所述支撑层的表面积的比例为60
‑
100％。
[0025]本专利技术中，较佳地，在所述导电层的一个表面上，所述第二纹路的面积占所述导电层的表面积的比例为60
‑
100％。
[0026]本专利技术中，较佳地，所述支撑层的材料选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯类、聚烯烃类、聚炔烃类、硅氧烷聚合物、聚醚类、聚醇类、聚砜类、多糖类聚合物、氨基酸类聚合物、聚氮化硫类、芳环聚合物、芳杂环聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、及其衍生物、交联物和共聚物中的一种或多种；所述聚酯类优选地为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0027]本专利技术中，较佳地，所述导电层的材料选自铜、铜合金、铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的一种或多种。
[0028]本专利技术中，较佳地，所述支撑层的厚度为2μm
‑
10μm，例如4μm。
[0029]本专利技术中，较佳地，所述导电层的厚度为1μm
‑
3μm，例如2μm。
[0030]本专利技术中，所述支撑层和所述导电层的宽度可按本领域常规选择。
[0031]本专利技术一优选的实施方式中，所述导电层设置在所述支撑层的两个表面上，所述支撑层的一个表面均具有第一纹路。
[0032]本专利技术第二方面的所述集流体的制备方法中：
[0033]本专利技术一优选的实施方式中，所述集流体的制备方法其包括如下步骤：
[0034]S1、对所述支撑层的至少一个表面进行表面处理以形成凹凸形状的第一纹路；
[0035]S2、将所述导电层沿厚度方向设置在所述支撑层的具有所述第一纹路的表面上，热压成型，使得所述导电层与所述支撑层相接触的表面形成与所述第一纹路相互吻合的第二纹路。
[0036]其中，在所述热压成型前，将所述导电层设置在所述支撑层上的方式可为本领域常规，例如为采用将所述导电层涂覆在所述支撑层上的方式。所述涂覆可选择本领域常规涂覆方法，例如为采用多弧离子镀表面金属化的方式，或者采用电镀的方式。
[0037]具体地，所述采用多弧离子镀表面金属化的方式可为，对所述支撑层进行多弧离子镀，使其表面金属化，真空度为4
×
10
‑3Pa以上。所述采用多弧离子镀表面金属化的具体操作条件可为：基体沉积温度130℃、靶源电流80A、基体负偏压20V、基体沉积时间10min，惰性保护气体为氩气，反应气体压强与流量比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集流体，其包括支撑层和沿厚度方向设置在所述支撑层的至少一个表面上的导电层，其特征在于，所述支撑层的至少一个与所述导电层相接触的表面具有第一纹路，所述导电层的与所述支撑层相接触的表面具有第二纹路，所述第一纹路与所述第二纹路为凹凸形状且相互吻合。2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述第一纹路的凹部的绝对深度为0.2μm
‑
1.0μm。3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体满足如下条件中的一种或多种：a.所述第一纹路的凹部的绝对深度与所述支撑层的厚度比值为0.02
‑
0.5；b.在所述支撑层的表面上，所述第一纹路的面积占所述支撑层的表面积的比例为60％
‑
100％；c.在所述导电层的一个表面上，所述第二纹路的面积占所述导电层的表面积的比例为60％
‑
100％；d.所述第一纹路为火花纹、波纹或螺纹。4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体满足如下条件中的一种或多种：a.所述支撑层的厚度为2μm
‑
10μm；b.所述导电层的厚度为1μm
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3μm。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述的集流体的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、对支撑层的至少一个表面进行表面处理形成第一纹路；和/或，对导电层的一个表面进行表面处理以形成第二纹路；S2、将所述导电层沿厚度方向设置在所述支撑层的至少一个表面上，热压成型，使得所述支撑层的至少一个与所述导电层相接触的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：游悠，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：