[发明专利]一种复合集流体以及制备方法、电池

说明书

本发明实施例公开了一种复合集流体以及制备方法、电池，形成的复合集流体包括相对设置的第一金属层和第二金属层以及设置在第一金属层和第二金属层之间的绝缘层，其中绝缘层包括主区域和边缘区域，边缘区域内填充有导电颗粒，第一金属层和第二金属层通过边缘区域电连接。复合集流体的边缘区域可以充当复合集流体的极耳，可以避免引入金属带用作转移极耳。边缘区域的尺寸相对较小，其内填充导电颗粒不会导致电池的重量明显增加，对电池的能量密度影响较小，同时主区域仍保持绝缘性能，使得电池安全性能不受影响。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种复合集流体以及制备方法、电池。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长、自放电率低、绿色环保等优势广泛应用于新能源汽车、储能、通信基站等领域。其中，集流体在电池中起着附着电极材料并传输电子的作用。现有的集流体普遍采用金属材料制成，但由于金属材料密度较大，质量较重，在电池总重量中占比较大，影响了电池的能量密度。

在此基础上，发展了一种以聚合物材料为中间层、金属层为上层和下层的复合集流体，大幅度降低了集流体的重量和提升了电池整体的能量密度。但复合集流体的中间层具有绝缘性能，多层复合集流体的极耳焊接时，两侧的金属层无法导通连接。复合集流体通常通过在两侧的金属层焊接金属带，用作转移极耳，将电池中的电流进行对外传输。但是复合集流体引入金属带作为转移极耳，工序复杂、成本较高，同时金属带的重量和占据电池内部空间使得电池整体的重量增加、能量密度降低。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了一种复合集流体以及制备方法、电池，复合集流体的边缘区域可以充当复合集流体的极耳，可以避免引入金属带用作转移极耳，不会导致电池的重量明显增加和能量密度降低。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合集流体，所述复合集流体包括：

相对设置的第一金属层和第二金属层，以及

绝缘层，设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间，所述绝缘层包括主区域和边缘区域，所述边缘区域内填充有导电颗粒，所述第一金属层和所述第二金属层通过所述边缘区域电连接。

进一步地，所述主区域的面积大于所述边缘区域的面积。

进一步地，所述导电颗粒的材料为炭黑类、乙炔黑类、碳纳米管类、石墨类、铝金属和铜金属中的至少一种。

进一步地，所述导电颗粒的填充比例为1-10mg/cm²。

进一步地，所述第一金属层和所述第二金属层的材料包括铜或铝，所述绝缘层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。

进一步地，所述第一金属层和所述第二金属层通过溅射或真空蒸镀形成。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电池，所述电池包括如第一方面所述的复合集流体。

第三方面，本发明实施例还提供了一种制备复合集流体的方法，所述方法包括：

提供绝缘层，所述绝缘层包括主区域和边缘区域；

在所述绝缘层的边缘区域填充预定比例的导电颗粒；

在所述绝缘层的上下表面通过溅射或真空蒸镀分别形成第一金属层和第二金属层。