[发明专利]一种复合集流体的制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供一种复合集流体的制备方法及锂离子电池。本发明复合集流体的制备方法包括：将第一聚合物复合至第一导电层的一个功能表面，得到包括第一聚合物层和第一导电层的第一复合层；将第二聚合物复合至第二导电层的一个功能表面，得到包括第二聚合物层和第二导电层的第二复合层；对所述第一复合层和所述第二复合层中的第一导电层和第二导电层进行减薄处理后，对所述第一聚合物层和第二聚合物层进行热复合处理，得到所述复合集流体，所述复合集流体包括层叠设置的第一减薄导电层、聚合物层以及第二减薄导电层。该制备方法可制得极薄的集流体且集流体表面致密均匀、方阻小，具有成本低、生产效率高的优势。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种复合集流体的制备方法及锂离子电池。

背景技术

集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一。集流体在锂离子电池的使用中发挥重要作用，一方面能够承载正负极活性物质，另一方面能够将电化学反应所产生的的电子汇集起来传导至外电路，从而将化学能转化为电能。理想的集流体应满足高导电性、高稳定性、高强度、柔韧轻薄的特点。

单一金属箔作为锂离子电池的集流体在使用过程中韧性、力学性能和机械性能较差，在锂离子电池的加工使用过程中容易断带或产生裂纹，从而降低锂离子电池的安全性能。

将传统的单一金属箔集流体改性为包括聚合物层的复合集流体可以增强集流体的韧性，使集流体具有较高的力学性能和机械性能，进而提升锂离子电池的安全性能。但目前制备包括聚合物层的集流体大多采用价格昂贵的真空镀膜设备通过真空蒸镀的方式制备得到，该方式制备得到的复合集流体，表面结构疏松，致密性和均匀性不好，从而导致集流体的方阻较高，用于锂离子电池中会使增加电池的内阻，进而使锂离子电池的电化学性能变差，此外，真空蒸镀的方式必须保证集流体中间有较厚的聚合物层才能向聚合物表面蒸镀铝箔，制得的集流体厚度较大，不利于使电池具有较大的能量密度。

发明内容

本发明提供一种复合集流体的制备方法，该方法通过采用在导电层上流延聚合物薄膜-腐蚀减薄导电层-热复合聚合物层的联合工艺制备得到复合集流体，可制得极薄的集流体，且制得的集流体表面结构致密均匀，方阻小。

本发明还提供一种复合集流体，该集流体采用本发明提供的制备方法制得，具有表面结构致密均匀，方阻小的优点。

本发明还提供一种锂离子电池，该电池包括上述复合集流体，一方面，由于集流体的方阻较低，因而锂离子电池也能够拥有更低的内阻，另一方面可以将集流体的厚度控制到很薄的程度，从而使锂离子电池具有较高的能量密度。

本发明第一方面提供一种复合集流体的制备方法，包括以下步骤：将第一聚合物复合至第一导电层的一个功能表面，得到包括第一聚合物层和第一导电层的第一复合层；将第二聚合物复合至第二导电层的一个功能表面，得到包括第二聚合物层和第二导电层的第二复合层；对第一复合层和第二复合层中的第一导电层和第二导电层进行减薄处理后，对第一聚合物层和第二聚合物层进行热复合处理，得到复合集流体，复合集流体包括层叠设置的第一减薄导电层、聚合物层以及第二减薄导电层。

本发明选用第一导电层和第二导电层作为基体，将第一聚合物和第二聚合物分别复合至第一导电层和第二导电层的一个功能表面上，分别得到第一复合层和第二复合层。

对第一复合层和第二复合层中的第一导电层和第二导电层进行减薄处理后将第一复合层和第二复合层中的第一聚合物层和第二聚合物层贴合在一起，通过热复合作用使其熔融成为一个聚合物层，从而得到具有第一减薄导电层- 聚合物层-第二减薄导电层的复合集流体。

本发明所提供的的复合集流体的制备方法，制得的集流体表面结构致密均匀，方阻更小，可通过减薄处理与热复合能够实现极薄复合集流体复合集流体的制备，从而使电池具有更高的能量密度，该方法所使用的设备简单，成本低廉，生产效率高，制得的集流体表面结构致密，厚度均匀，从而使集流体具有更小的方阻。