[发明专利]一种超轻锂离子电池集流体及其制备方法

说明书

本发明公开了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。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，从而大大了降低了集流体的重量和占比空间，从而能量密度提升；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。

技术领域

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（CN 106654285 A）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。

发明内容

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。