一种复合集流体、极片、电极组件、电池以及用电设备的制作方法

本申请涉及二次电池制造领域，具体而言，涉及一种复合集流体、极片、电极组件、电池以及用电设备。

背景技术：

1、现有技术中，复合集流体由于具有能量密度较高的优势，广泛应用于二次电池制造领域，但是，现有结构的复合集流体存在对应电池难以兼顾低阻抗以及高安全性的问题，导致其推广和应用受到限制。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种复合集流体、极片、电极组件、电池以及用电设备，能够在一定程度上改善复合集流体对应电池难以兼顾低阻抗以及高安全性的问题。

2、本申请的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供一种复合集流体，包括两个金属导电层、绝缘聚合物层以及导电聚合物层。绝缘聚合物层位于两个金属导电层之间；导电聚合物层位于两个金属导电层之间，且在复合集流体的厚度方向上，导电聚合物层位于绝缘聚合物层的至少一侧。

4、上述技术方案中，复合集流体中同时设置有绝缘聚合物层以及导电聚合物层，其中，导电聚合物层能够增加过流面积，从而降低对应电池的阻抗，绝缘聚合物层能够在电池内短路时包裹住短路的电子路径(绝缘聚合物层的拉伸性和延展性远高于金属导电层)，使附近的正负极活性物质无法通过内短路点，阻断内短路回路，从而提高对应电池的安全性，通过绝缘聚合物层以及导电聚合物层的共同作用，能够在一定程度上改善复合集流体对应电池难以兼顾低阻抗以及高安全性的问题。

5、在一些可选的实施方案中，导电聚合物层位于绝缘聚合物层的两侧。

6、上述技术方案中，绝缘聚合物层的两侧均设置有导电聚合物层，以使得绝缘聚合物层位于整个复合集流体的中间位置，以便在电池发生内短路时能够更快地阻断内短路回路，从而进一步提高电池的使用安全性。

7、在一些可选的实施方案中，满足以下条件a～c中的至少一者：

8、a单个金属导电层的厚度为0.1～2μm。

9、b绝缘聚合物层的厚度为1～10μm。

10、c单个导电聚合物层的厚度为1～10μm。

11、上述技术方案中，分别将金属导电层、绝缘聚合物层以及导电聚合物层的厚度限定在特定范围内，以使得各个功能层均具有适宜的厚度，以便各个功能层较好地发挥各自的固有性能，同时，还能使得复合集流体的整体厚度处于较为适宜的范围。

12、在一些可选的实施方案中，每个导电聚合物层均包括第一导电聚合物层和第二导电聚合物层，第一导电聚合物层靠近金属导电层，第二导电聚合物层靠近绝缘聚合物层，且第一导电聚合物层的电导率高于第二导电聚合物层的电导率。

13、上述技术方案中，将导电聚合物层设置为电导率不同的第一导电聚合物层结合第二导电聚合物层的形式，并且，将第一导电聚合物层的电导率设置为高于第二导电聚合物层的电导率，以使得复合集流体的整体电导率从外到内逐渐减小直至绝缘，能够更好地兼顾对应电池的低阻抗以及高安全性。

14、在一些可选的实施方案中，第二导电聚合物层的电导率为第一导电聚合物层的电导率的60～90％。

15、上述技术方案中，将第一导电聚合物层和第二导电聚合物层的电导率的相对大小限定在特定范围内，能够使得复合集流体的整体电导率的梯度变化更为合理。

16、在一些可选的实施方案中，第一导电聚合物层和第二导电聚合物层的厚度的比为1：(0.5～2)。

17、上述技术方案中，将第一导电聚合物层以及第二导电聚合物层的厚度的比限定在特定范围内，能够使得复合集流体的整体电导率的梯度变化更为合理。

18、在一些可选的实施方案中，第二导电聚合物层的材质包括聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚苯胺和聚乙撑二氧噻吩中的至少一种；或者，第二导电聚合物层的材质包括绝缘高分子基体和导电剂。

19、上述技术方案中，第二导电聚合物层的材质既可以采用导电聚合高分子材料，也可以采用绝缘高分子材料和导电剂的复配体系，具有较多的可实施方案，从而便于对本申请提供的技术方案进行推广和应用。

20、在一些可选的实施方案中，导电剂包括有机导电剂和无机导电剂；其中，有机导电剂包括聚吡咯、聚苯胺和聚乙炔中的至少一种；无机导电剂包括炭黑、纳米银和纳米铜中的至少一种。

21、上述技术方案中，本申请实施例提供的技术方案同时适用于有机导电剂和无机导电剂两种类型，并且，每种类型的导电剂中均包括多种选择，便于对本申请提供的技术方案进行推广和应用。

22、第二方面，本申请实施例提供一种极片，包括如第一方面实施例提供的复合集流体以及涂覆于复合集流体表面的活性物质层。

23、第三方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括隔膜以及如第二方面实施例提供的极片。

24、第四方面，本申请实施例提供一种电池，包括如第三方面实施例提供的电极组件、电解液以及壳体，电极组件和电解液均容纳于壳体内。

25、第五方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括如第四方面实施例提供的电池。

技术特征：

1.一种复合集流体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述导电聚合物层位于所述绝缘聚合物层的两侧。

3.根据权利要求2所述的复合集流体，其特征在于，满足以下条件a～c中的至少一者：

4.根据权利要求2所述的复合集流体，其特征在于，每个所述导电聚合物层均包括第一导电聚合物层和第二导电聚合物层，所述第一导电聚合物层靠近所述金属导电层，所述第二导电聚合物层靠近所述绝缘聚合物层，且所述第一导电聚合物层的电导率高于所述第二导电聚合物层的电导率。

5.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述第二导电聚合物层的电导率为所述第一导电聚合物层的电导率的60～90％。

6.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述第一导电聚合物层和所述第二导电聚合物层的厚度的比为1：(0.5～2)。

7.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述第二导电聚合物层的材质包括聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚苯胺和聚乙撑二氧噻吩中的至少一种；

8.根据权利要求7所述的复合集流体，其特征在于，所述导电剂包括有机导电剂和无机导电剂；其中，所述有机导电剂包括聚吡咯、聚苯胺和聚乙炔中的至少一种；所述无机导电剂包括炭黑、纳米银和纳米铜中的至少一种。

9.一种极片，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的复合集流体以及涂覆于所述复合集流体表面的活性物质层。

10.一种电极组件，其特征在于，包括隔膜以及如权利要求9所述的极片。

11.一种电池，其特征在于，包括如权利要求10所述的电极组件、电解液以及壳体，所述电极组件和所述电解液均容纳于所述壳体内。

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池。

技术总结
本申请提供一种复合集流体、极片、电极组件、电池以及用电设备，属于二次电池制造领域。复合集流体包括两个金属导电层、绝缘聚合物层以及导电聚合物层。绝缘聚合物层位于两个金属导电层之间；导电聚合物层位于两个金属导电层之间，且在复合集流体的厚度方向上，导电聚合物层位于绝缘聚合物层的至少一侧，该复合集流体能够在一定程度上改善复合集流体对应电池难以兼顾低阻抗以及高安全性的问题。

技术研发人员：顾晓瑜,冯志钰,王忠明,李进
受保护的技术使用者：广汽埃安新能源汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15