一种复合集流体和电芯的制作方法

本技术涉及电池，具体涉及一种复合集流体和锂离子电池。

背景技术：

1、现有的锂离子电池中的集流体主要分为两类，一类是以纯金属箔材作为集流体，如正极极片使用铝箔，负极极片使用铜箔，以实现电流的汇集。但是这种纯金属箔材对于电池能量密度的提升已经达到了较高的水平，即箔材的质量在电芯总质量中的占比基本无法再降低，导致极片已经很难再往更薄的厚度上进行改进，否则会造成成本、品质极难控制。

2、另一类为复合集流体，复合集流体为高分子聚合物层的两侧分别镀有金属铜、铝等金属镀层，高分子层的引入在质量上确实比传统金属集流体质轻，有利于提高电池的能量密度。但是，高分子聚合物材料具有易燃的缺点，导致复合集流体存在安全隐患，甚至会导致爆炸燃烧。

技术实现思路

1、为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种复合集流体和电芯，解决由于高分子聚合物材料具有易燃的缺点，导致复合集流体存在安全隐患的问题。

2、为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种复合集流体，包括基材层和导电层，所述基材层包括沿厚度方向相背对的两个表面，所述导电层设置在所述基材层的相背对的两个表面上，所述基材层包括阻燃结构，所述阻燃结构能够释放阻燃剂阻止电芯燃烧。相对于现有技术中采用普通基材层的技术方案，本实用新型的基材层包括阻燃结构，当电芯发生机械安全、异物冲击、外部针刺、挤压和热滥用等情况时，阻燃结构能够释放阻燃剂，在根源点直接阻止电芯燃烧，可有效降低电芯发生燃烧等机械安全的概率。

3、作为本实用新型进一步设置为：所述基材层包括高分子聚合物层和阻燃结构，所述高分子聚合物层包括沿厚度方向相背对的两个表面，所述阻燃结构为层状结构，设置在高分子聚合物层相背对的表面上。通过层状的阻燃结构的设置，对高分子聚合物层进行保护，当高分子聚合物层燃烧时，阻燃结构释放阻燃剂，阻止电芯进一步燃烧。

4、作为本实用新型进一步设置为：所述高分子聚合物层的厚度为1-12um，所述阻燃结构的厚度为1-4um。示例性的，所述高分子聚合物层的厚度为1um、2um、4um、6um、8um、10um、12um，所述阻燃结构的厚度为1um、2um、3um、4um。

5、作为本实用新型进一步设置为：所述基材层包括高分子聚合物层以及设置在高分子聚合物层内的多个孔结构，所述阻燃结构镶嵌在所述孔结构内，所述阻燃结构的结构和所述孔结构相适配。

6、作为本实用新型进一步设置为：所述基材层的厚度为5-15um，所述导电层的厚度为0.5-5um。示例性地，所述基材层的厚度为5um、7um、9um、11um、13um、15um，所述导电层的厚度为0.5um、1um、2um、3um、4um、5um。

7、作为本实用新型进一步设置为：所述导电层包括涂层区和未涂层区，所述涂层区在远离所述基材层的表面设置活性物质层，未涂层区的表面上没有涂覆活性物质层，所述未涂层区相对于所述基材层在第一方向上突出设置。

8、作为本实用新型进一步设置为：所述导电层远离所述基材层的表面具有规则或非规则的凸起部。

9、作为本实用新型进一步设置为：所述凸起部在第一方向的横截面为半圆形结构，所述凸起部的凸出高度为10-50nm。示例性的，凸起部的深度为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm。

10、作为本实用新型进一步设置为：所述凸起部为半球形结构或半圆柱体结构。半圆柱体结构为将圆柱体沿轴向方向进行分割为两部分，其中一部分为板圆柱体机构。

11、一种电芯，包括如上所述的复合集流体，其中复合集流体为正极集流体和/或负极集流体。

12、本实用新型的有益效果是：相对于现有技术中采用普通基材层的技术方案，本实用新型中基材层包括阻燃结构，当电芯发生机械安全、异物冲击、外部针刺、挤压和热滥用等情况时，阻燃结构能够释放阻燃剂，在根源点直接阻止电芯燃烧，可有效降低电芯发生燃烧等机械安全的概率。

技术特征：

1.一种复合集流体，包括基材层(1)和导电层(2)，所述基材层(1)包括沿厚度方向相背对的两个表面，所述导电层(2)设置在所述基材层(1)的相背对的两个表面上，所述基材层(1)包括阻燃结构(12)，所述阻燃结构(12)能够释放阻燃剂阻止电芯燃烧；所述导电层(2)远离所述基材层(1)的表面具有规则或非规则的凸起部(23)，所述凸起部(23)在第一方向的横截面为半圆形结构，所述凸起部(23)的凸出高度为10-50nm。

2.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于，所述基材层(1)包括高分子聚合物层(13)，所述高分子聚合物层(13)包括沿厚度方向相背对的两个表面，所述阻燃结构(12)为层状结构，设置在所述高分子聚合物层(13)相背对的表面上。

3.根据权利要求2所述的一种复合集流体，其特征在于，所述高分子聚合物层(13)的厚度为1-12um，所述阻燃结构(12)的厚度为1-4um。

4.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于，所述基材层(1)内设置有多个孔结构(11)，所述孔结构(11)内镶嵌有阻燃结构(12)，所述阻燃结构(12)的结构和所述孔结构(11)相适配。

5.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于，所述基材层(1)的厚度为5-15um，所述导电层(2)的厚度为0.5-5um。

6.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于，所述导电层(2)包括涂层区(21)和未涂层区(22)，所述涂层区(21)在远离所述基材层(1)的表面设置活性物质层，未涂层区(22)的表面上没有涂覆活性物质层，所述未涂层区(22)相对于所述基材层(1)在第一方向上突出设置。

7.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于，所述凸起部(23)为半球形结构或半圆柱体结构。

8.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括权利要求1-7中任一项所述的复合集流体。

技术总结
本技术公开了一种复合集流体，包括基材层和导电层，所述基材层包括沿厚度方向相背对的两个表面，所述导电层设置在所述基材层的相背对的两个表面上，所述基材层包括阻燃结构，所述阻燃结构能够释放阻燃剂阻止电芯燃烧。相对于现有技术中采用普通基材层的技术方案，本技术的基材层包括阻燃结构，当电芯发生机械安全、异物冲击、外部针刺、挤压和热滥用等情况时，阻燃结构能够释放阻燃剂，在根源点直接阻止电芯燃烧，可有效降低电芯发生燃烧等机械安全的概率。

技术研发人员：武俊伟,翁伟嘉
受保护的技术使用者：江苏英联复合集流体有限公司
技术研发日：20230619
技术公布日：2024/3/21