【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种功能集流体及其制备方法、电池和用电装置。
技术介绍
1、目前，随着电动车的不断渗入，市场对电动车的续航提出了更高的要求。为了解决电车的续航问题，开发出高比能的电池势在必行。在众多解决方案中，双极电池作为具有良好前景的高比能电池持续受到了人们的关注。
2、双极电池为一种双极性极片(在集流体的两侧分别涂覆正、负极材料制备出的极片)串联堆叠起来的电池。由于依靠自身集流体的串联导通，省去了传统电池中电极之间的导线，从而降低电池的质量及体积，提升电池能量密度，且其串联的电池结构，可以提升电池的输出电压及功率，从而提升电池的输出动力。据报道，采用双极电池，相同尺寸电池包所能容纳的电芯数量也相当于传统电池的1.4倍，电池的输出功率约为传统的1.5倍，表现出了良好的潜力。
3、作为双极电池的重要部件-集流体，其材料的结构稳定性对于电池的影响较大。目前通常采用铜铝复合集流体，然而，铜铝复合集流体中铜层与铝层之间的粘结力较差，导致二者界面不稳定，易在电池加工及使用过程中发生分层，引起界面电阻增加，从而造成制备的双极电池的循环性能衰减。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种功能集流体及其制备方法、电池和用电装置，该功能集流体具有导电层间粘结力高、界面稳定性高的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
3、本申请的第一方面提供了一种功能集流体，包括负极导电层、过渡层、正极导电层，所述的过渡层设于负极导电
4、进一步地，所述的硅铝合金中，铝的质量分数为10％-80％，硅的质量分数为20％-90％。
5、进一步地，所述的硅铝合金中，还包括镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)，其中铝的质量分数为10％-79％，硅的质量分数为20％-89％，镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)质量分数之和为1％-5％，镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)的质量比为1：3-6：0.5-1.5。
6、进一步地，所述的过渡层的厚度为5-100nm。
7、所述的负极导电层选自铜、镍、碳或其合金，厚度为1-10μm；所述的正极导电层选自铝、碳或其合金，厚度为1-20μm。
8、作为优选地，所述的负极导电层为铜，在铜的表面设置保护层，保护层的厚度为5-100nm。
9、本申请的第二方面提供了一种功能集流体的制备方法，其特征在于：在负极导电层与正极导电层之间制备过渡层。
10、进一步地，制备过渡层的方法采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、原位成型法或涂布法中的一种。
11、作为优选地，制备过渡层的方法采用物理气相沉积中的磁控溅射技术，具体制备方法为：
12、以硅铝合金靶为靶材，在正极导电层的一面通过磁控溅射技术沉积硅铝过渡层，然后在硅铝过渡层的表面制备负极导电层；
13、或者，以硅铝合金靶为靶材，在负极导电层的一面通过磁控溅射技术沉积硅铝过渡层，然后在硅铝过渡层的表面制备正极导电层。
14、本申请的第三方面提供了一种电池，所述电池含有本申请第一方面所述的功能集流体或本申请第二方面所述方法制备的功能集流体。
15、本申请的第四方面提供了一种用电装置，所述用电装置采用本申请的第三方面所述的电池。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术提供了一种包括负极导电层、过渡层、正极导电层的功能集流体，其中过渡层为硅铝合金，通过在功能集流体的正、负导电层之间构建硅铝过渡层，使制备成的功能集流体的正、负导电层间的粘结力得到提升，保证制备的功能集流体具有良好的结构稳定性。
18、本专利技术对于硅铝过渡层的组成及厚度进行了深入研究，得到了使正、负导电层间的粘结力提升的规律，获得了能够显著提升正、负导电层间的粘结力的优选方案。本专利技术通过采用多种不同的正、负导电层材料验证了采用该硅铝合金均能起到一定的粘结力效果。
19、含有本专利技术的功能集流体的电池的正、负导电层间界面的连接稳定，使得电池能够维持良好的循环性能，能提升在电池应用过程中的使用性能。含有本专利技术的功能集流体的电池能广泛应用于多种用电装置如电动车、飞行器、船舶以及各种储能、电器装置等，为用电装置提供稳定的电能。
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1.一种功能集流体，其特征在于：包括负极导电层、过渡层、正极导电层，所述的过渡层设于负极导电层、正极导电层之间；所述的过渡层为硅铝合金。
2.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的硅铝合金中，铝的质量分数为10％-80％，硅的质量分数为20％-90％。
3.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的硅铝合金中，还包括镍(Ni)、钛(Ti)以及铬(Cr)，其中铝的质量分数为10％-79％，硅的质量分数为20％-89％，镍(Ni)、钛(Ti)以及铬(Cr)质量分数之和为1％-5％，镍(Ni)、钛(Ti)以及铬(Cr)的质量比为1：3-6：0.5-1.5。
4.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的过渡层的厚度为5-100nm。
5.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的负极导电层选自铜、镍、碳或其合金，厚度为1-10μm；所述的正极导电层选自铝、碳或其合金，厚度为1-20μm。
6.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的负极导电层为铜，在铜的表面设置保护层，保护层的厚度
7.权利要求1-5任一项所述的功能集流体的制备方法，其特征在于：在负极导电层与正极导电层之间制备过渡层，制备过渡层的方法采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、原位成型法或涂布法中的一种。
8.根据权利要求7所述的功能集流体的制备方法，其特征在于：制备过渡层的方法采用物理气相沉积中的磁控溅射技术，具体制备方法为：
9.一种电池，其特征在于：所述电池含有权利要求1-5任一项所述的功能集流体或权利要求6-8任一项所述方法制备的功能集流体。
10.一种用电装置，其特征在于：所述用电装置采用权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种功能集流体，其特征在于：包括负极导电层、过渡层、正极导电层，所述的过渡层设于负极导电层、正极导电层之间；所述的过渡层为硅铝合金。
2.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的硅铝合金中，铝的质量分数为10％-80％，硅的质量分数为20％-90％。
3.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的硅铝合金中，还包括镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)，其中铝的质量分数为10％-79％，硅的质量分数为20％-89％，镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)质量分数之和为1％-5％，镍(ni)、钛(ti)以及铬(cr)的质量比为1：3-6：0.5-1.5。
4.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的过渡层的厚度为5-100nm。
5.根据权利要求1所述的功能集流体，其特征在于：所述的负极导电层选自铜、...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱中亚，夏建中，曾来源，张国平，李学法，
申请(专利权)人：扬州纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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