[发明专利]一种双极性集流体及其制备方法

权利要求书

1.一种双极性集流体，包括相互叠加的铝箔和非铝导电层，其特征在于：在铝箔和非铝导电层之间增加一聚合物阻隔层，所述铝箔和非铝导电层的边缘部分或全部导电接触，边缘导电接触区宽度为0.1～1.5厘米。

2.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述非铝导电层为铜箔或填充有导电粒子的聚合物材料；所述聚合物材料为聚偏氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性聚烯烃或各种合成树脂；所述导电粒子选自炭黑、碳纤维和金属粒子，所述非铝导电层的厚度为5～30微米。

3.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述聚合物阻隔层的材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性聚烯烃中的一种或几种，所述聚合物阻隔层的厚度为0.05～10微米。

4.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：在双极性集流体上粘接上、下两个绝缘框：所述绝缘框的中间开有方孔或圆孔，双极性集流体的尺寸大于绝缘框开孔区域，双极性集流体的边缘由上下两个绝缘框粘接固定。

5.如权利要求4所述的双极性集流体，其特征在于：所述双极性集流体与两个绝缘框之间粘接固定的区域宽度为0.2～2厘米，并且该区域宽度必须大于所述非铝导电层和铝箔的边缘导电接触区宽度；单个绝缘框的厚度为10～500微米。

6.如权利要求4所述的双极性集流体，其特征在于：每个绝缘框为双层复合结构，两层材料的熔点相差不小于30℃，低熔点层厚度为1～10微米，且低熔点层与双极性集流体的边缘粘合固定；熔点高的材料选自双轴向聚丙烯、双向拉伸尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、流延聚丙烯中的一种；熔点低材料选自流延聚丙烯、马来酸接枝聚丙烯、改性聚乙烯中的一种。

7.一种高电压电池，其特征在于：包括若干个如权利要求4所述的双极性集流体，以及复合电极对和电解液，多个复合电极对和双极性集流体交替叠加构成一块体，每两个双极性集流体的绝缘框之间有一个厚度为0.5～100微米的胶粘框，胶粘框的材料选自流延聚丙烯、改性聚乙烯、马来酸接枝聚丙烯。

8.一种双极性集流体的制备方法，其特征在于：非铝导电层选用铜箔，在铜箔表面涂布胶粘剂，随后涂覆复合聚合物薄膜，在真空条件下蒸镀厚度为0.01～30微米的铝箔；或在铜箔和铝箔表面涂布胶粘剂，辊压复合聚合物薄膜；或直接将铜箔、铝箔和聚合物薄膜热压复合制得双极性集流体，将上述制得的双极性集流体裁剪成方形或圆形的小片，小片边缘的铜箔和铝箔导电接触。

9.一种双极性集流体的制备方法，其特征在于：非铝导电层选用填充有导电粒子的聚合物材料，首先在铝箔表面涂布聚合物阻隔层，再涂布填充有导电粒子的聚合物；或在铝箔表面涂布胶粘剂，辊压聚合物阻隔层，再涂布填充有导电粒子的聚合物；或在铝箔表面热压聚合物阻隔层，再涂布填充有导电粒子的聚合物；将上述制得的双极性集流体裁剪成方形或圆形的小片，小片边缘的非铝导电层和铝箔导电接触。

10.一种高电压电池的制备方法，其特征在于：

a、如权利要求9所述方法制备双极性集流体；

b、绝缘框的制备：将两种熔点相差不小于30℃的材料共挤复合得到厚度为10～500微米的双层膜，在双层膜中心开方孔或圆孔，裁剪后制得绝缘框；

c、双极性集流体与绝缘框的复合：将步骤a制得的双极性集流体置于上下两片步骤b制备的绝缘框之间，并完全将绝缘框中心孔覆盖，直接热压使绝缘框的低熔点层与双极性集流体的边缘粘合固定；

d、复合电极对的制备：将正极活性材料、导电剂、胶粘剂混合于溶剂中得到正极混合物，涂布于隔膜的一面，烘干；然后，将负极活性材料、导电剂、胶粘剂混合于溶剂中得到负极混合物，涂布于隔膜的另一面，烘干；然后在压力为6～20MPa范围内压片后裁剪制得复合电极对，隔膜的四周边缘留有宽度大于2mm的未涂布空白区域；

e、电子导电胶粘层的制备：将导电剂和胶粘剂混合于溶剂中，制成浆料，涂覆在上述制备的复合电极对的两面形成厚度小于10微米的电子导电胶粘层；

f、将多个两面涂布有电子导电胶粘层的复合电极对和双极性集流体交替叠加，其中，复合电极涂布正极混合物的一面与双极性集流体的铝箔由电子导电胶粘层固定，复合电极对涂布负极混合物的一面与双极性集流体的非铝导电层由电子导电胶粘层固定，且每两个双极性集流体之间衬有一个胶粘框，热压复合制成一个块体；抽真空干燥后，注入电解液，封装后包裹外壳形成高电压电池。