集流体、锂离子电池电极及锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于电池中的集流体，其包括一石墨烯膜及一支撑结构，该石墨烯膜设置于该支撑结构的表面，所述石墨烯膜包括至少一层石墨烯。本发明进一步提供一种应用该集流体的锂离子电池。
【专利说明】集流体、锂离子电池电极及锂离子电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集流体，使用该集流体的锂离子电池电极及锂离子电池。
【背景技术】
[0002]现有的锂离子电池可分为卷绕式及层叠式两类，其包括外壳体、封装于外壳体内的正极片、负极片、隔膜及电解液。该隔膜设置于正极片与负极片之间。该电解液充分浸润正极片、负极片及隔膜。所述正极片包括一正极集流体及形成于该正极集流体表面的正极材料层。所述负极片包括一负极集流体及形成于该负极集流体表面的负极材料层。
[0003]电池中的集流体是用于汇集电流的结构。集流体的功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小为佳。现有的锂离子电池中，集流体通常采用金属薄片，如铜箔、铝箔。然而，这些金属薄片一般具有较大的重量，从而使锂离子电池的能量密度较小；同时，由于金属材料易被腐蚀，进一步影响了锂离子电池的使用寿命。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种密度较小、不易被腐蚀的集流体及应用该集流体的锂离子电池电极和锂离子电池。
[0005]一种应用于电池中的集流体，其包括一石墨烯膜及一支撑结构，该石墨烯膜设置于该支撑结构的表面，所述石墨烯膜包括至少一层石墨烯。
[0006]一种锂离子电池电极，其包括一电极材料层及一集流体层叠设置，其中，该集流体包括一石墨烯膜及一支撑结构，该石墨烯膜设置于该支撑结构表面，该石墨烯膜与该电极材料层相互接触。
[0007]相较于现有技术，所述集流体由石墨烯膜和支撑体组成，石墨烯膜的密度较小，因此，集流体的重量较小，同时，由于石墨烯膜的化学稳定性高，不易被腐蚀，因此，集流体不易被破坏。使用该集流体的锂离子电池电极和锂离子电池具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明第一实施例提供的集流体的侧面示意图。
[0009]图2为本发明第二实施例提供的集流体的侧面示意图。
[0010]图3为本发明第三实施例提供的集流体的侧面示意图。
[0011]图4为本发明第四实施例提供的锂离子电池的剖面示意图。
[0012]图5为本发明第四实施例中正极材料层的结构示意图。
[0013]图6为本发明第四实施例中正极材料层的扫描电镜照片。
[0014]图7为另一实施例中锂离子电池正极的侧视图。
[0015]图8为另一实施例中锂离子电池负极的侧视图。[0016]主要元件符号说明
【权利要求】
1.一种集流体，其包括一支撑结构，其特征在于，进一步包括至少一石墨烯膜设置于该支撑结构的表面，该石墨烯膜包括至少一石墨烯。
2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述至少一石墨烯膜包括一第一石墨烯膜和一第二石墨烯膜分别设置于支撑结构的两个相对的表面。
3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述至少一石墨烯膜为一层石墨烯膜，所述支撑体包括两个相对的表面及位于该表面之间的侧面，该石墨烯膜弯折后设置于支撑结构的该两个相对的表面上及侧面上。
4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体由该支撑结构和该石墨烯膜组成。
5.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述石墨烯膜包括多层石墨烯，该多层石墨烯相互搭接或者相互叠加设置。
6.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述石墨烯膜为单层石墨烯。
7.—种锂离子电池电极，该锂离子电池电极包括一电极材料层及一集流体，该电极材料层和该集流体层叠设置，其特征在于，所述集流体采用如权利要求1-6所述的任意一集流体。
8.如权利要求7所述的锂离子电池电极，其特征在于，所述锂离子电池电极为正极，该电极材料层由正极活性材料和多个碳纳米管组成。
9.如权利要求7所述的锂离子电池电极，其特征在于，所述锂离子电池电极为负极，该电极材料层由负极活性材料和多个碳纳米管组成。
10.一种锂离子电池，该锂离子电池包括一正极片及一负极片，所述正极片包括正极集流体，所述负极片包括负极集流体，其特征在于，所述正极集流体和负极集流体中至少一个采用如权利要求1-6所述的任意一集流体。
【文档编号】H01M4/13GK103545530SQ201210242357
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】王佳平, 姜开利, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司