[发明专利]一种多层薄膜、集流体、极片和电池

说明书

本发明提供一种多层薄膜，含有至少一层的绝缘层和至少一层的导电层，且所述导电层的可剥离度为5％以下。本发明所述的多层薄膜具有耐热性、耐化学药品性好、在受到挤压、碰撞或穿刺等异常状况时，不易产生毛刺，且质轻，能够提高电池能量密度的效果。本发明还提供含有所述多层薄膜的集电体、极片和电池。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种多层薄膜，及含有此多层薄膜的集流体、极片和电池。

背景技术

锂离子电池由于其高能量密度、高输出功率、长循环寿命和环境友好等优点被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而锂离子电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常情况时很容易发生着火、爆炸，从而引起严重安全事故。因此锂离子电池的安全问题很大程度地限制了锂离子电池的应用发展。

锂离子电池主要材料包括：正极、负极、隔膜、电解液。其中正极包括正极活性物质和承载正极活性物质的集流体，负极包括负极活性物质和承载负极活性物质的集流体。正极以及负极的活性物质是锂离子电池电量的来源，而集流体则用于收集电流并与外电路联接。

锂离子电池充电时，锂离子从正极脱出穿过隔膜嵌入负极，同时电子通过正极集流体经由外电路到达负极集流体，从而进入负极活性物质与锂离子结合。放电时相反，锂离子从负极脱出穿过隔膜嵌入正极，同时电子通过负极集流体经由外电路到达正极集流体，从而进入正极活性物质与锂离子结合。

现有技术普遍采用铝箔作为正极集流体，铜箔作为负极集流体。由于电动汽车以及消费类电子产品的不断更新发展，对于电动车的续航里程以及消费类电子产品的待机时间的要求不断提高，因此对锂离子电池能量密度的要求也越来越高。如果能够降低集流体的厚度及重量，对于提高锂离子电池的能量密度将有所帮助。

此外，由于锂离子电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常状况时，传统金属箔集流体易产生毛刺，刺破正负极之间的隔膜，导致正负极接触短路，从而产生大量的热量，电池温度上升。随着电池温度的上升，电解液、隔膜、正负极可能会分解，产生连锁反应，最终有可能产生热爆走，引起严重的安全问题。因此，为了改善锂离子电池的安全性，避免集流体引发的电池短路危险，新型集流体的研究开发十分必要。

CN200410085527.5公开了一种由含有金属层的聚合物膜形成的集流体，用于锂离子电池。此种集流体能够降低电池的重量，从而增加能量密度。但其使用熔点最低为80℃的聚合物膜，不利于当前高能量密度、高输出功率环境下的使用安全性。且聚合物膜和金属层之间的密着力不足，耐药品性不足，也会产生安全性问题。

CN201820257473.3公开了一种集流体，包含绝缘层和导电层。使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、以及聚酰胺等聚合物作为绝缘层，这些聚合物的耐药品性不足，和金属层之间的密着力不足，使用该集流体的电池在高能量密度、高输出功率环境下可能存在安全性问题，应用领域受到限制。

聚苯硫醚是一种耐药品性、耐热性优异的工程塑料，其金属蒸镀薄膜常被用在薄膜电容器中。JP2002-319533公开了一种以聚苯硫醚为基材的薄膜电容器。CN200510137497.2公开了一种集流体，包含聚合物层和覆盖在聚合物层上的金属层。该集流体可以选用聚苯硫醚作为其聚合物层。但是聚苯硫醚同样存在和金属层之间的密着力不足的问题。

为此，尚需要一种耐热性、耐化学药品性好、在受到挤压、碰撞或穿刺等异常状况时，不易产生毛刺，且质轻，能够提高电池能量密度的集流体。

发明内容

本发明提供一种多层薄膜，具有耐热性、耐化学药品性好、在受到挤压、碰撞或穿刺等异常状况时，不易产生毛刺，且质轻，能够提高电池能量密度的效果。

具体而言，本发明提供一种多层薄膜，含有至少一层的绝缘层和至少一层的导电层，且所述导电层的可剥离度为5％以下。