[发明专利]一种复合集流体、制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种复合集流体，其特征在于：由多孔箔材、补锂层以及热敏性材料的导电安全层组成；所述多孔箔材由金属导电材或碳基导电材料制成，材料的孔隙率为0％～60％；所述补锂层由锂金属材料或锂金属化合物材料制成；所述热敏性材料的导电安全层的材料由具有正温度系数材料、导电材料及粘接剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述金属导电材料优选铜、铝、镍、钛；所述碳基导电材料优选硬碳、软碳、石墨、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述复合集流体厚度为5um～25um，多孔箔材材料的厚度为4um～20um，补锂层材料的厚度为5um～15um，热敏性材料的导电安全层的厚度为3um～15um。

4.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：可用于正极部分补锂层的金属锂化学物材料优选为富锂化合物，或基于转化反应的纳米复合材料，可用于负极部分补锂层优选为金属锂带、稳定化锂金属粉末、硅化锂粉。

5.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述正温度系数材料为高分子聚合物材料，优选高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、羧酸改性的聚偏氟乙烯、丙烯酸改性的聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、羧酸改性的聚偏氯乙烯、丙烯酸改性的聚偏氯乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚偏氯乙烯共聚物材料；也可以是可膨胀石墨类材料，优选颗粒型、中等起始膨胀温度的可膨胀石墨。

6.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述正温度系数材料wt％为75％～90％，导电材料wt％为5％～15％，粘接剂材料wt％为5％～15％。

7.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述导电材料属导电材、碳基导电材料中的一种，金属导电材料优选铜、铝、镍、钛金属颗粒材料；所述的碳基导电材料优选硬碳、软碳、石墨、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管材料。

8.根据权利要求1所述的一种复合集流体，其特征在于：所述粘接剂优选聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚环氧乙烷、橡胶、聚氨酯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、明胶、壳聚糖、环糊精的羟基衍生物材料。

9.一种复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、通过密集打孔或电沉积形成多孔箔材；

B、再根据多孔箔材的厚度及孔隙率来确定多孔箔材、补锂层以及热敏性材料的导电安全层的材料种类与厚度；

C、通过涂布法、浸涂法实现集流体和热敏性材料的导电安全层的复合，在制备的复合集流体上进行活性材料的涂覆。

10.一种锂离子电池，其特征在于：包括正极极片、隔膜和负极极片，其中，正极极片、负极极片的集流体可选用复合集流体，在复合集流体的双面涂覆活性物质，制备得到正极极片和负极极片可直接应用于电池中。