[实用新型]一种立体结构锂离子电池集流体及锂离子电池

说明书

本实用新型公开了一种立体结构锂离子电池集流体及包含该集流体的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。所述立体结构锂离子电池集流体，包括呈长方形的集流体本体，所述集流体本体的至少一个表面设置有垂直的立板，所述立板的两侧边沿与集流体本体长度方向上的两侧边沿对齐，位于最外侧的两立板与集流体本体宽度方向上的两侧边沿齐平。多孔状立体结构式电极可大幅提升电极的负载量，进而提升锂离子电池的能量密度；同时增大了集流体与浆料之间的接触面积，有效提升了浆料与集流体之间的粘结强度与导电性，降低了因电极掉料引发的安全隐患。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种立体结构锂离子电池集流体及包含该集流体的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优势而被广泛应用于电动汽车、低速车与消费类电子产品等领域，尤其是近几年随着智能手机与长续驶里程新能源汽车的迅猛发展，人们对高能量密度锂离子电池的期望值也越来越高。

目前行业内主要通过采用高容量正极材料、负极材料与提升电极负载量等方式来提升电池的能量密度，但伴随而来的问题是：(1)正极材料、负极材料的发展目前已经遇到了瓶颈，难以短时间内有突破性进展，尤其是随着高容量高镍三元材料与高电压钴酸锂正极材料的应用，电池的安全隐患越来越大，成本也是越来越高；(2)极片负载量过大后容易引发掉料，进而影响电池循环寿命并引发安全隐患。

CN 108110220 A公开了一种高负载量高压实密度锂离子电池极片制备方法，包括步骤：将涂布后的高负载量电极片依次进行分切、模切工序，然后再进行辊压工序，得到高压实密度的电极片。调整高压实密度电极片工艺顺序为分切、模切、辊压，使锂离子电池具有更高的负载量、更高的压实密度、采用普通集流体具有更低的成本、解决辊压极卷断裂问题提高效率。

CN 102610830 A公开了一种锂离子电池，其包括：至少一组正极层和负极层，所述正极层或负极层包括：集流体，具有多渗孔的可电传导的立体网状结构；电极材料，填充在所述集流体的多渗孔内；及多孔性离子导电聚合物胶层，包覆在所述含电极材料的集流体上。集流体通过其多渗孔骨架与电极材料实现立体网状结合，故能提高电极材料的利用率，并获得较高的比能量密度和容量的锂离子电池。

因此，对集流体结构进行改进来提升电极材料的负载量仍是本领域技术人员研究的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电极负载量高且结构稳固的高能量安全型锂离子电池。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种立体结构锂离子电池集流体，包括呈长方形的集流体本体，所述集流体本体的至少一个表面设置有垂直的立板，所述立板的两侧边沿与集流体本体长度方向上的两侧边沿对齐，位于最外侧的两立板与集流体本体宽度方向上的两侧边沿齐平。

本实用新型提供的集流体为立体结构，所述立板通过焊接方式固定在集流体本体表面，立板和集流体皆为可电传导材料制得。立板边沿与集流体本体的侧边对齐，保证电极材料充分粘附于集流体上。立体结构增大了集流体与电极浆料之间的接触面积，可大幅提升电极材料的负载量，进而提升锂离子电池的能量密度。

作为优选，除了最外侧的两立板，其余的立板及集流体本体上设有呈规则排布的通孔。多孔状集流体有效提升浆料与集流体之间的粘结强度，减少掉粉的发生。但是外侧立板不适宜带孔，因为容易导致浆料外流到外侧，造成电池集流体外侧与壳体短路等潜在隐患。

作为优选，集流体的孔隙率为0.1～70％。根据电池具体情况设计通孔的孔径。

作为优选，所述集流体本体的上下两表面均设置立板。

本实用新型根据电池具体型号及要求对立板的尺寸、数量及分布情况进行设计。作为优选，所述立板等间距平行布置。