[实用新型]一种集流体及具有其的极片、二次电池、物体

说明书

本申请公开了一种集流体及具有其的极片、二次电池、物体，涉及锂电池技术领域。其中的集流体具有导体层，导体层的厚度满足以下关系式：XY+Z；其中，X表示导体层的厚度，Y表示隔膜的厚度，Z表示隔膜涂层的厚度。本申请实施例通过控制导体层的厚度，当导体层的厚度降低，同样的剪切过程，导体层更加容易断裂，会缓解断裂不平齐的情况，减少毛刺长度，使毛刺的厚度小于隔膜厚度，毛刺刺入隔膜后穿透隔膜的可能性会大大降低，从而得以减弱集流体毛刺对隔膜的穿刺能力。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，特别涉及一种集流体及具有其的极片、二次电池、物体。

背景技术

锂离子电池由基本单元结构卷绕或者叠加构成，基本单元结构为正极/隔膜/负极。其中正极和负极是发生电化学反应的地方，通过正极和负极中的集流体，将电化学反应生成的电流收集并导出；隔膜负责将正极和负极分隔开，避免正负极发生接触出现短路。为了兼顾成本、电化学稳定性和加工性，通常正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，隔膜为多孔聚合物。

锂离子电池制造过程为：将正负极活性材料与添加剂和胶等混合制作成浆料，连续涂布于集流体上并烘干收卷形成正负极电极卷；根据电池设计需要，对正负极电极卷进行分切和极耳加工，形成的正负极片；将正负极极片与隔膜进行组合，以卷绕或者堆叠方式形成干电芯；将干电芯装入壳体，注入电解液后封装；充电化成后获得锂电池。在这一过程中，正负极电极卷进行分切和极耳加工通常采用切刀或者模切的分切技术。然而切刀分切和模切金属集流体时，不可避免的会在分切端面产生毛刺。金属毛刺会刺入甚至刺穿隔膜，导致电池微短路甚至短路。

为了提高隔膜抵抗毛刺的能力，技术人员开发了复合隔膜，即在多孔聚合物上增加强度更高的涂层，例如氧化铝涂层或者芳纶涂层。然而由于涂层必须具有透过电解液的能力，因此涂层也为多孔结构，在实际生产过程中毛刺，仍然可以刺穿涂层。特别是随着锂电池技术进步，为了提高电池能量密度，提高了正负极电极压实密度，为了保证制造过程中集流体不断裂，集流体往往采用更高强度的铝箔或者铜箔。这种情况下，毛刺变得更容易刺穿电池造成短路。

为了提高锂离子电池性能，必须降低毛刺短路的风险。常用的办法是改进模切的刀具设计和材质，减少模切的毛刺产生。然而随着刀具磨损以及生产中设备和材料振动等原因，毛刺仍然无法避免。公布号为CN106252665A的中国专利申请公开了一种通过流射等离子体去除集流体毛刺的方法，在尖端电场作用下通过射流体对毛刺进行刻蚀，然而这种方法需要 2～8kV电场产生离子射流体，效率低成本高。公布号为CN101783402A的中国专利申请，公开了一种阴极极片毛刺去除技术，具体的是通过碱液对铝箔毛刺进行化学腐蚀。然而这种技术基于化学反应，需要额外的试剂和工艺步骤，操作加工难度大，不容易实现连续化生产，还会引入碱液和反应物杂质。公布号为CN102208590A的中国专利申请公开了一种电池结构，通过将集流体头尾部卷绕起来折叠360度，使集流体切断边缘被包在集流体内部，从而避免切断的毛刺与隔膜相对，刺入刺穿隔膜造成短路。然而这种结构一方面会导致电池厚度增加，另一方面会导致卷绕折叠部位，在循环中由电池膨胀收缩，会产生额外应力，容易发生析锂，造成安全隐患。

激光切割是近几年来发展迅速的切割技术，通过激光的热效应，将金属气化实现切割。激光切割具有成本低，稳定性好，速度快的优势。然而在锂电行业中采用激光切割集流体金属箔材，会产生大量的熔渣。这些熔渣也有刺穿隔膜的风险。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种集流体，解决现有技术中集流体毛刺容易穿透隔膜导致电池微短路甚至短路的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种集流体，集流体具有导体层，导体层的厚度满足以下关系式：XY+Z；其中，X表示导体层的厚度，Y表示隔膜的厚度， Z表示隔膜涂层的厚度。