[发明专利]一种集流体及其应用

说明书

本发明提供一种集流体及其应用。本发明的集流体包括导电基层和分别设置在导电基层的两个功能表面的安全层，安全层包括靠近导电基层的绝缘层和远离导电基层的导电体，所述绝缘层在厚度方向上具有N个通孔，N≥1；所述导电体包括导电填充体和导电层，所述导电填充体填充于至少部分通孔内部，所述导电层设置在所述绝缘层远离所述导电基层的表面。当电池内部发生短路时，电池的内部温度升高，绝缘层在高温下会发生变形或融化，可以使安全层与导电基层发生分离，切断电池内部的电流通路，提升电池的安全性能。并且，由于本发明的集流体共用有三层导电层，中间的导电基层可传导绝大部分电流，可以使集流体具有更好的导电性能，降低电池的内阻。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种集流体及其应用。

背景技术

锂离子电池的能量密度高、功率密度高，是一种用途非常广泛的二次电池，在消费类电子产品、电动交通工具以及储能等领域有着广阔的应用前景。然而，锂离子电池在一些滥用条件下(如针刺、挤压、撞击等)会导致内部短路进而引起热失控引发安全事故。所以，对锂离子电池的安全性能进行改善受到越来越高的关注。

集流体作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响锂离子电池的性能。而常规的锂离子电池集流体采用金属箔材，正极通常用金属铝箔，负极通常用金属铜箔，在电池内部发生短路的情况下无法切断电流，会导致热量聚集最终引发热失控。

发明内容

本发明提供一种所述集流体在电池内部发生短路时会自动损坏，从而切断电池内部电流通路，防止电池内部热失控，提高电池的安全性能。

本发明提供一种极片，所述极片在电池内部发生短路时，极片中的集流体会自动损坏，切断电池内部电流通路，提高电池的安全性能。

本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置具有高的安全性能。

本发明第一方面提供一种集流体，包括导电基层和分别设置在所述导电基层的两个功能表面的安全层；

所述安全层包括靠近所述导电基层的绝缘层和远离所述导电基层的导电体，所述绝缘层在厚度方向上具有N个通孔，N≥1；

所述导电体包括导电填充体和导电层，所述导电填充体填充于至少部分通孔内部，所述导电层设置在所述绝缘层远离所述导电基层的表面。

如上所述的集流体，其中，所述N个通孔的总面积与所述导电基层的功能表面的面积之比≤80％。

如上所述的集流体，其中，所述导电基层的材料选自金属导电材料；和/或，

所述导电体的材料选自金属导电材料或碳基导电材料中的至少一种。

如上所述的集流体，其中，所述导电基层在25℃时的方块电阻为1-50mΩ。

如上所述的集流体，其中，所述导电基层的厚度为1-10μm。

如上所述的集流体，其中，所述绝缘层的厚度为0.5-10μm；和/或，

所述导电层的厚度为0.05-3μm。

如上所述的集流体，其中，所述导电基层的至少一个功能表面包括第一区域和第二区域；

其中，所述第一区域设置所述安全层，所述第二区域用于连接极耳；

所述第二区域的面积与所述导电基层的功能表面的面积之比≤50％。

如上所述的集流体，其中，所述绝缘层包括无机填料；

所述无机填料选自氧化铝、碳化硅、氧化硅、玻璃纤维、二氧化钛、二氧化锆、氢氧化镁、氢氧化铝、勃姆石、硫酸钡、钛酸钡、钛酸铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氮化镁、凹凸棒石、磷酸锌或硼酸锌中的至少一种。