[发明专利]一种双极性电池复合集流体结构及制备方法

说明书

本发明公开了一种双极性电池复合集流体结构及制备方法，属于电化学储能技术领域，上述双极性电池复合集流体结构的特征在于：在基体的单面或者是双面涂布有保护层。上述双极性电池复合集流体结构的制备方法的特征在于：使用物理气相沉积或化学气相或电化学沉积或表面熔融或喷涂或3D打印或匀浆制备在基体的单面或双面涂布保护层。通过采用上述技术方案，该双极性电池复合集流体结构及制备方法用于提升电芯能量密度，提高电芯输出特性。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，尤其涉及一种双极性电池复合集流体结构及制备方法。

背景技术

电化学能源的发展与人民生活，国防工业密不可分。生活中使用的消费电子产品、电驱动新能源车、分布式电网都离不开化学储能。随着人们对消费电子产品依赖程度增加，对电子设备待机时间的要求与日俱增。另一方面，目前主流动力电池能量密度大约为250-300Wh/Kg，我国计划电动车用动力电池能量密度2025年实现400Wh/Kg。同时，近年来快速发展的分布式电网系统(特别是分布式光伏发电)在配备了储能部分后，通过调峰输出可以实现经济效益最大化。以上各方面的客户需求对电池能量密度，输出电压等性能提出了严峻的挑战。

提高电池能量密度可以大致分为提升材料性能及优化电池结构两条技术路线。本发明专利涉及技术路线为优化电池结构。通过发明一种新型双极性集流体结构及制备方法最终实现优化电芯结构、减少结构件重量、增强电芯输出电压及提升电芯能量密度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种双极性电池复合集流体结构及制备方法。该双极性电池复合集流体结构及制备方法用于提升电芯能量密度，提高电芯输出特性。

本发明所采用的具体技术方案为：

本专利的发明目的一是提供一种双极性电池复合集流体结构，在基体的单面或者是双面涂布有保护层。

进一步：上述保护层的材料为碳或导电聚合物或金属氧化物或单一金属或金属合金中的一种或多种。

更进一步：所述基体为铜铝导电基体；在铜铝导电基体的上表面和下表面均涂布电子导通保护层。

更进一步：所述基体为Al导电基体，仅在Al导电基体的上表面涂布电子导通保护层。

更进一步：上述保护层为单层结构，上述保护层的厚度范围是0.1μm～10μm。

更进一步：上述电子导通保护层为多层，此时，每层电子导通保护层的厚度范围是

0.1μm～5μm。

一种双极性电池复合集流体结构的制备方法，至少包括如下步骤：

使用物理气相沉积或化学气相或电化学沉积或表面熔融或喷涂或3D打印或匀浆制备在基体的单面涂布保护层。

一种双极性电池复合集流体结构的制备方法，至少包括如下步骤：

使用物理气相沉积或化学气相或电化学沉积或表面熔融或喷涂或3D打印或匀浆制备在基体的双面涂布保护层。

本发明的优点及积极效果为：

1、本发明专利与已有相关专利最大区别在于双极性集流体可以在保证具有低接触电阻的同时，整体实现电子导通。在结构上实现了IR降最小化。

2、引入了保护层结构。通过保护层对导电基体进行保护，扩大了导电基体材料的选择范围，扩大了工艺窗口范围。

3、使用本发明专利制备的双极性集流体组装的电芯可以实现直接串联，对于提升电芯输出电压有着极为显著的效果。

4、由于实现了电芯的直接串联，提升了电池模块输出电压。对简化电源控制系统提供了帮助，进而提高运载设备的有效载荷。