专利名称：集流体及锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池。
背景技术：
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。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
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。一种应用于电池中的集流体，其包括一碳纳米管结构及一支撑结构，该碳纳米管结构设置于该支撑结构的表面，所述碳纳米管结构包括多个均勻分布的碳纳米管。相较于现有技术，所述集流体由碳纳米管层和保护层组成，碳纳米管层中的碳纳米管密度较小，因此，集流体的重量较小，同时，由于碳纳米管化学稳定性高，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具有较高的能量密度和较长的使用寿命ο
图1为本发明第一实施例提供的集流体的侧面示意图。图2为图1中集流体所采用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。图3为图1中的集流体采用的碳纳米管层包括多个沿同一方向延伸的碳纳米管时的结构的俯视图。图4为图1中的集流体采用的碳纳米管层包括多个各向同性碳纳米管时的结构的俯视图。图5为本发明第二实施例提供的集流体的侧面示意图。图6为本发明第三实施例提供的集流体的侧面示意图。图7为本发明实施例提供的锂离子电池的剖面示意图。图8为另一实施例中锂离子电池正极的侧视图。图9为另一实施例中锂离子电池负极的侧视图。
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，进一步包括至少一碳纳米管层设置于该支撑结构的表面，该碳纳米管层包括多个均勻分布的碳纳米管。
2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述至少一包括一层碳纳米管层与所述支撑结构层叠设置，碳纳米管层设置于支撑结构的一个表面上。
3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述至少一碳纳米管层包括一第一碳纳米管层和一第二碳纳米管层分别设置于支撑结构的两个相对的表面。
4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述至少一碳纳米管层为一层碳纳米管层，该碳纳米管层弯折后设置于支撑结构的两个相对的表面上及一个侧面上。
5.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碳纳米管层组成。
6.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述碳纳米管层由多个均勻分布的碳纳米管组成。
7.如权利要求6所述的集流体，其特征在于，所述碳纳米管层中的碳纳米管沿同一方向延伸。
8.如权利要求7所述的集流体，其特征在于，进一步包括一极耳与碳纳米管层电连接， 该极耳为长条状结构且与碳纳米管层中的碳纳米管相互垂直。
9.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述碳纳米管层包括多层相互叠加的碳纳米管膜，碳纳米管膜中的碳纳米管沿同一方向延伸，相邻的两层碳纳米管膜之间的碳纳米管的延伸方向相互垂直。
10.如权利要求9所述的集流体，其特征在于，进一步包括一极耳与碳纳米管层电连接，所述极耳与碳纳米管层的边缘点接触。
11.一种锂离子电池，该锂离子电池包括一正极及一负极，所述正极包括正极集流体， 所述负极包括负极集流体，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1-9所述的任意一集流体。
12.—种锂离子电池，该锂离子电池包括一正极及一负极，所述正极包括正极集流体， 所述负极包括负极集流体，其特征在于，所述正极集流体和负极集流体均采用如权利要求 1-9所述的任意一集流体。
13.如权利要求12所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括一柔性壳体，所述正极和负极均设置于该柔性壳体中。
14.如权利要求12所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极材料层，该正极材料层设置于集流体的表面。
15.如权利要求14所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括两层正极材料层分别设置于集流体的两个相对的表面。
16.如权利要求12所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括负极材料层，该负极材料层设置于集流体的表面。
17.如权利要求16所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括两层负极材料层分别设置于集流体的两个相对的表面。
全文摘要
本发明涉及一种应用于电池中的集流体，其包括一碳纳米管结构及一支撑结构，该碳纳米管结构设置于该支撑结构的表面，所述碳纳米管结构包括多个均匀分布的碳纳米管。本发明进一步提供一种应用该集流体的锂离子电池。
文档编号H01M4/66GK102306800SQ20111023442
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者姜开利, 王佳平, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司