本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种超轻锂离子电池集流体及其制备方法。
背景技术：
锂离子二次电池由于其电压高、寿命长、比能量高等特点，自从上世纪末商品化以来，随着消费电子产品如手机、笔记本电脑、数码相机的飞速发展，而得到了大规模的应用。再加上近来年日益加重的能源及环境问题，使得锂离子电池开始在汽车上作为动力能源而广泛得到应用，同时也对锂离子电池提出了更高的要求，其中有两点核心的要求是安全及能量密度。
传统意义上，追求能量密度和安全往往是两个矛盾的方向，能量密度越高，电池的安全性就会随之降低。目前提供能量密度的方法是增加活性物质（可嵌入、脱出锂离子的化学物质）的填充以及降低非活性物质的重量及空间占比。其中降低非活性物质的重量及空间占比，即进行电池的减重，包括对电池的集流体、隔膜、盖板、外壳、胶带等等进行减重设计。而提高安全性则需要电池额外增加更多非活性物质或者结构以求对电池的尽可能保护。
目前锂离子电池集流体为纯的铝箔和铜箔，约占电池重量的8%，目前应用最薄的铝箔和铜箔为12μm和6μm，受到上游铝箔和铜箔加工的影响，厚度已慢慢达到极限，不能满足电池减重的进一步要求。更为重要的一点是随着锂离子电池隔膜越来越薄，对于毛刺有要求，而目前的铝箔和铜箔均存在分切时毛刺过大的问题，影响电池安全性能。
在公开的专利（cn106654285a）中，虽然集流体在能量密度上有提高，但是在实际的动力电池生产中，需要将电池集流体和外端子焊接在一起。而该集流体由于中间存在pet层，其在和外端子焊接时，将存在极大的困难，使得难以进行产业化应用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种超轻锂离子电池集流体及其制备方法，减少其重量和占比空间，并提高其安全性能。
一种超轻锂离子电池集流体，包括pet层，所述pet层的两端分别卡接有u形的金属薄片，位于两端金属薄片之间的pet层的两侧侧面上镀有上金属层和下金属层。
进一步方案，所述pet层的厚度为4-10μm。
进一步方案，所述的金属层和金属薄片的材质相同，均为铜、铝或镍。
进一步方案，所述的上金属层或下金属层的厚度为0.5~2μm。
进一步方案，所述金属薄片的厚度在4.5~15μm。
进一步方案，所述的金属薄片超出pet层端头0.5~4cm。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种超轻锂离子电池集流体的制备方法，其包括以下步骤：
（1）在pet层的端部的两侧面分别涂覆一层粘结剂层；
（2）将金属薄片对折成u形结构，将金属薄片的两端分别粘接在pet层的两侧面粘结剂层上，采用热复合的方式，将pet层与金属薄片复合在一起；
（3）在位于两端金属薄片之间的pet层的两侧侧面上镀上金属层。
在镀金属层时，在金属薄片与pet层连接处也会镀上金属层，使金属层与金属薄片存在重合区域，重合区域宽度在0.5~2cm。
进一步方案，所述的粘合剂为聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、氰乙基支链淀粉，氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、羧甲基纤维素中的至少一种。
进一步方案，所述镀上金属层的方式为真空蒸镀、大功率电子束、磁控溅射或分子束外延。
本发明的锂离子电池集流体由于采用了pet层作为基体层，且两端的金属薄处为u形结构，由于金属层的厚度和重量均比目前产业化应用的集流体轻薄许多，从而大大了降低了集流体的重量和占比空间，使能量密度提升；另外，由于在聚合物基底层的两侧面镀有金属层，从而在加工分切时不会产生毛刺，提升电池的安全性能；同时，本发明的集流体还具有与目前产业化应用的集流体更加优异的加工性能。
由于本发明的集流体的两端为金属薄片，其与外端子焊接时同现有纯金属箔集流体一样方便。
所以本发明通过在pet层表面镀上金属层来降低传统金属箔的重量，同时通过两端的u形金属薄片来解决新型集流体的焊接困难的问题。
附图说明
图1是本发明一种锂离子电池集流体的截面图；
图中：1-pet层，2.1-上金属层，2.2-下金属层，3-金属薄片。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明作进一步详细描述，旨在便于对本发明的理解，但本发明并不局限于所列的实施例。
实施例1：如图1所示，一种超轻锂离子电池集流体，包括pet层1，所述pet层1的两端分别卡接有u形的金属薄片3，位于两端金属薄片3之间的pet层1的两侧侧面上镀有上金属层2.1和下金属层2.2。
进一步方案，所述pet层1的厚度为4-10μm。
进一步方案，所述的金属层和金属薄片3的材质相同，均为铜、铝或镍。
进一步方案，所述的上金属层2.1或下金属层2.2的厚度为0.5~2μm。
进一步方案，所述金属薄片的厚度在4.5~15μm。
进一步方案，所述的金属薄片3超出pet层1端头0.5~4cm。
实施例2：
一种超轻锂离子电池集流体的制备方法，其包括以下步骤：
（1）在pet层的端部的两侧面分别涂覆一层粘结剂层；
（2）将金属薄片对折成u形结构，将金属薄片的两端分别粘接在pet层的两侧面粘结剂层上，采用热复合的方式，将pet层与金属薄片复合在一起；
（3）在位于两端金属薄片之间的pet层的两侧侧面上镀上金属层。
在镀金属层时，在金属薄片与pet层连接处也会镀上金属层，使金属层与金属薄片存在重合区域，重合区域宽度在0.5~2cm。
进一步方案，所述的粘合剂为聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、氰乙基支链淀粉，氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、羧甲基纤维素中的至少一种。
进一步方案，所述镀上金属层的方式为真空蒸镀、大功率电子束、磁控溅射或分子束外延。
实施例3：
一种超轻锂离子电池集流体的制备方法，其包括以下步骤：
（1）在pet层的端部的两侧面分别涂覆一层氰乙基支链淀粉；
（2）将铜薄片对折成u形结构，将铜薄片的两端分别粘接在pet层的两侧面氰乙基支链淀上，采用热复合的方式，将pet层与铜薄片复合在一起；
（3）采用大功率电子束工艺，在位于两端铜薄片之间的pet层的两侧侧面上真空蒸镀上铜层。
在镀铜层时，在铜薄片与pet层连接处也会镀上铜层，使铜层与铜薄片存在重合区域，重合区域宽度在0.5~2cm。
实施例4：
在卷对卷的设备上，将6μm厚的pet层放卷，在pet层的端部的两侧面分别涂覆上50微米厚的聚偏二氟乙烯-共-三氟乙烯，烘干；将铝薄片对折成u形结构，将其两端分别粘接在pet层的两侧面粘聚偏二氟乙烯-共-三氟乙烯上，采用热复合的方式，将pet层与铝薄片复合在一起；铝薄片超出pet层端部边缘15mm。然后将上述的半成品转入真空镀膜机上，关闭真空腔室，抽真空至5*10-5pa。放铝丝，加热蒸发舟，铝汽化成气体后沉积在pet层的两侧傅面上。在铝镀层厚度达到1μm后，关闭，即得到超轻的锂离子电池集流体。
经测试该铝集流体的面密度仅为传统锂离子电池铝集流体的一半。在具体加工过程中，该集流体在电池制作的涂布、辊压、卷绕等工序均有良好的加工性能，并且不易被拉断，其断带率几乎为0；而在焊接端子上，由于本集流体的两端为金属薄片，其与外端子焊接时同现有纯铝或纯箔集流体一样方便。
本说明书中所提出的实施方案和附图仅仅为用于示例说明目的的优选实施例，并不旨在限制发明的范围，因此理解在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出其他等效方案和修改方案。