[发明专利]一种复合集流体及其制备方法及电池

说明书

本申请公开了一种复合集流体，涉及二次电池技术领域。所述的复合集流体包括：支撑体层，该支撑体层采用聚合物制成；第一导体层，该第一导体层设置在支撑体层的一侧；第二导体层，该第二导体层设置在支撑体层的另一侧；焊接区域；其中，在该焊接区域内，第一导体层和第二导体层之间没有聚合物。本申请通过设置没有聚合物的焊接区域，在焊接极耳时，不需要穿透支撑体层即可实现第一导体层和第二导体之间的相互电连接，进而将第一导体层和第二导体层上产生的电流导出，解决现有技术中复合集流体的极耳焊接问题和导体层导通问题。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，特别涉及到一种复合集流体及其制备方法及电池。

背景技术

锂离子电池由基本单元结构卷绕或者叠加构成，基本单元结构为正极/隔膜/负极。其中正极和负极是发生电化学反应的地方，通过正极和负极中的集流体，将电化学反应生成的电流收集并导出；隔膜负责将正极和负极分隔开，避免正负极发生接触出现短路。

集流体常见的配置方式是，负极使用铜箔材料，正极使用铝箔材料。由于使用金属材料的缘故，正负极集流体在电芯全重中占据较大的比例(8％左右)，因此降低集流体的重量是一个提高锂离子电池能量密度(kWh/kg)的有效做法，中国专利申请CN106654285A、CN101071860A通过在柔性基底表面制备导电镀层的方法，可以制备低密度集流体。还例如公布号为CN110277532A的中国专利申请，公开了一种二次电池集流体的加工方法及加工设备，通过箔材与复合集流体的转接，箔材作为复合集流体的极耳，从而能够将电芯中的电流输送出来。但是上述技术方案的缺点在于：1、极耳只与一侧的金属导体层连接，难以实现两侧的金属导体层都能将电流导出；2、由于复合集流体两侧的金属导体层通常较薄，因此很难进行焊接。

技术人员为了解决这些问题，从集流体结构和焊接方式上做出很多努力。申请公布号CN110165223A的发明公开了一种复合集流体，具有多孔结构，在孔的内部具有导体层，可以实现复合集流体两侧的金属导体层导通。然而这种集流体需要进行打孔，且孔内部的导体层制作困难，导通效果差，不利于复合集流体的推广应用。授权公告号CN208051145U的实用新型公开了一种超声波焊头及焊接设备。通过焊头的锥形结构在焊接时的挤出作用，穿透焊接区域的聚合物层，将焊接区域的金属导体层焊接在一起，实现焊接的同时实现两层金属导体层互相导通。然而这种焊接过程很容易导致过焊，破坏焊接区域的金属导体层，焊接强度低，导电能力差。

发明内容

本申请的目的是提供一种复合集流体，解决现有技术中复合集流体的极耳焊接问题，同时解决复合集流体两侧导体层难以实现导通的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种复合集流体，包括：支撑体层，该支撑体层采用聚合物制成；第一导体层，该第一导体层设置在支撑体层的一侧；第二导体层，该第二导体层设置在支撑体层的另一侧；焊接区域；其中，在该焊接区域内，第一导体层和第二导体层之间没有聚合物。

在上述技术方案中，本申请实施例通过设置没有聚合物的焊接区域，在焊接极耳时，不需要穿透支撑体层即可实现第一导体层和第二导体层之间的相互电连接，进而将第一导体层和第二导体层上产生的电流导出，解决现有技术中复合集流体的极耳焊接问题和导体层导通问题。

进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑体层采用PET、PP、PE、PI、聚芳砜中的一种或多种材料制成。

进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导体层和第二导体层采用铝、铜、镍、银、金、碳、不锈钢或其合金制成。

进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导体层和第二导体层的厚度为0.2-5微米。

进一步地，根据本申请实施例，其中，焊接区域的面积占第一导体层的面积的0.5-30％。

进一步地，根据本申请实施例，其中，焊接区域的形状为矩形、圆形、椭圆形、扇形、多边形或者不规则图形。