[发明专利]一种锂电池集流体及其制备方法以及锂电池

说明书

本发明公开了一种锂电池集流体，涉及锂电池技术领域，由金属箔、覆盖在金属箔上表面的第一材料层、覆盖在金属箔下表面的第二材料层、覆盖在第一材料层表面的第三材料层和覆盖在第二材料层表面的第四材料层组成，第一材料层和/或第二材料层包含至少一种聚合物基材和至少一种导电填料，第三材料层和/或第四材料层为具有导电功能的材料层。本发明还公开了一种锂电池集流体的制备方法，使金属箔以及所有材料层按各自覆盖顺序进行结合。本发明所提供的锂电池集流体具有对锂电池活性材料体系适应性广、与锂电池活性材料接触电阻低且结合强度高的特点，提高了锂电池的循环性能，同时还对锂电池进行主动热管理，有效防止锂电池热失控。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池集流体及其制备方法以及锂电池。

背景技术

自从1990年Sony将锂电池商品化以来，锂电池得到快速发展，其能量密度、循环寿命、安全性能有了显著提高，市场规模日益增加，预计2020年全球锂离子电池市场规模将会超过2000亿Wh，年均复合增长率接近25％。

但是随着市场对锂电池性能的要求越来越高，锂电池的能量密度、循环寿命和安全问题一直是人们努力提升的技术方向。在电动汽车领域，锂电池的能量密度影响到汽车的续航里程，锂电池的循环寿命影响到汽车的使用寿命和后续维护，锂电池的安全性能成为了高能量密度电池大规模应用于电动汽车的主要障碍。

为了提升锂电池的能量密度，人们开发了镍钴锰酸锂三元正极材料，但是这类材料的安全性能欠佳，为了提升电池的安全性能，人们已经进行了许多努力，例如外置式热敏电阻、电解液稳定剂和防过充添加剂等，但是，这些方法效果有限。为了提升锂电池的循环寿命，涂炭铝箔成为近年来的研究热点，但是涂炭铝箔功能单一，对锂电池的安全性能无实质性的帮助。近来又有将具有电阻正温度系数材料层复合在锂电池正负极集流体上技术，来改善锂电池的安全性能，但是这一技术有如下两个缺陷，一是电阻正温度系数材料层与锂电池正负极材料之间的结合力不佳，二是电阻正温度系数材料层对锂电池活性材料体系适应性受到一定的局限性，进而影响了锂电池的加工性能和电性能。

因此，为了兼顾高能量密度锂电池的循环寿命和安全性能，本领域的技术人员致力于开发一种锂电池集流体以及锂电池，使锂电池集流体具有对锂电池活性材料体系适应性更广，与锂电池活性材料接触电阻低且结合强度高的特点，可以提高锂电池的循环性能，同时还可以对锂电池进行主动热管理，有效防止锂电池热失控，提高锂电池的安全性能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何使得锂电池可以兼顾高能量密度、良好的循环寿命及稳定的安全性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锂电池集流体，所述锂电池集流体由金属箔、覆盖在所述金属箔上表面的第一材料层、覆盖在所述金属箔下表面的第二材料层、覆盖在所述第一材料层表面的第三材料层和覆盖在所述第二材料层表面的第四材料层组成，所述第一材料层和/或所述第二材料层包含至少一种聚合物基材和至少一种导电填料，所述第三材料层和/或所述第四材料层为具有导电功能的材料层。

进一步地，所述金属箔选自铝箔、铜箔、涂炭铝箔和涂炭铜箔中的一种。

进一步地，所述金属箔的厚度为3μm～25μm；所述第一材料层和/或第二材料层的厚度为0.1μm-5μm；所述第三材料层和/或所述第四材料层厚度为0.001μm-2μm；所述锂电池集流体的厚度介于3μm-39μm之间。