[发明专利]一种复合集流体、电池极片、电芯和锂离子二次电池

说明书

本发明涉及一种复合集流体、电池极片、电芯和锂离子二次电池，通过对锂离子二次电池内所用的集流体的结构进行改进，采用多孔结构的复合集流体，使正极活性物质层和/或负极活性物质层可以进入复合集流体的孔隙内，提高了单位面积的负载量，相同的负载量极片的厚度更小或者单位面积上能够设置更多的活性物质，能够使锂离子二次电池的能量密度得到显著提高。另外，复合集流体的多孔结构，使得锂离子二次电池在脱嵌锂的过程中，锂离子可以穿过该复合集流体至集流体的另外一侧，或者被脱嵌于活性材料物质层的内部，能够提高电芯的安全性。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池技术领域，特别是涉及一种复合集流体、电池极片、电芯和锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池被广泛用于动力、3C、储能等领域。近年，随欧州、中国等出台限制碳排放以及限售、禁售燃油车的政策，电动汽车应用推广的节奏加快。然而，电池的能量密度一直饱受诟病。锂电池是电动汽车自重的主要来源之一，百公里耗电量与车重密切相关，提高电芯的能量密度是目前锂电池亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合集流体、电池极片、电芯和锂离子二次电池，通过改进集流体的结构，提高锂离子二次电池的能量密度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种复合集流体，所述复合集流体包括高分子基多孔支撑层和导电层；

所述高分子基多孔支撑层由多个高分子骨架以物理或化学的方式进行结合所形成；至少一个所述高分子骨架上设置有所述导电层。

一种电池极片，所述极片包括上述复合集流体和活性物质层；

所述活性物质层设置于所述复合集流体的表面上和/或孔隙内。

一种电芯，所述电芯包括正极极片、隔离膜和负极极片；

所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片层叠设置或卷绕设置；

所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层；

所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层；

所述正极集流体和/或所述负极集流体为上述复合集流体；当所述正极集流体为所述复合集流体时，记所述复合集流体为第一复合集流体，所述正极活性物质层设置于所述第一复合集流体的表面上和/或孔隙内；当所述负极集流体为所述复合集流体时，记所述复合集流体为第二复合集流体，所述负极活性物质层设置于所述第二复合集流体的表面上和/或孔隙内。

一种锂离子二次电池，所述电池包括一个或多个上述电芯和电解液；

所述电芯位于所述电解液内。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所提供的一种复合集流体、电池极片、电芯和锂离子二次电池，通过对锂离子二次电池内所用的集流体的结构进行改进，采用多孔结构的复合集流体，使正极活性物质层和/或负极活性物质层可以进入复合集流体的孔隙内，提高了单位面积的负载量，相同的负载量极片的厚度更小或者单位面积上能够设置更多的活性物质，进而能够使锂离子二次电池的能量密度得到显著提高。另外，复合集流体的多孔结构，使得锂离子二次电池在脱嵌锂的过程中，锂离子可以穿过该复合集流体至集流体的另外一侧，或者被脱嵌于活性材料物质层的内部，进而能够提高电芯的安全性。相较于传统的金属集流体，复合集流体、活性物质层和电解液之间的接触面积更大，接触更充分，电池的内阻更小，安全性更高，电化学性能更好，低温性能好，能够显著改善锂离子二次电池的安全性、能量密度、低温性能和稳定性。

附图说明