[发明专利]集流体及使用其制备的正极极片、电芯

说明书

本发明公开了一种集流体，包括导电网、聚合物多孔膜，导电网的过渡区分别位于网格区的一组相对侧边并沿侧边连续，极耳区位于过渡区的外侧边并相连，导电网的上下表面分别附着有聚合物多孔膜，聚合物多孔膜覆盖网格区、过渡条区，聚合物多孔膜的孔洞对应于网格区上的连线；同时公开了使用该集流体制备的正极极片，在集流体的外侧表面上，自下而上依次涂覆有至少对应覆盖聚合物多孔膜的导电涂层、正极材料层，导电涂层填充入聚合物多孔膜的孔洞中并到达网格区上的连线。本发明优点：改善了集流体结构强度、过流能力、导电性能，以及与正极材料的粘附性；降低了滥用时正极极片上集流体易产生的毛刺短路概率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池，特别是锂离子电池中的集流体，及使用该集流体制备的正极极片、电芯。

背景技术

锂离子电池在日常生活中使用范围越来越广，特别在消费类以及电动汽车领域得到了广泛的推广和发展，而锂离子电池的安全性能也受到更多人的关注。

在一些滥用情况下，比如挤压、针刺、撞击等过程中，受外力作用，正极极片会发生破裂，由于正极极片包含集流体和正极活性材料两部分，两者的延展性存在差异，因此集流体从正极极片中裸露，进而刺穿隔离膜与负极发生短路，就会导致电芯失效。现有的集流体多为铝箔集流体，部分改善设计的电芯采用石墨集流体、带金属粒子或表面蒸镀金属层的聚合物集流体等，存在的缺陷有：1、石墨集流体、聚合物集流体导电性能太差，不能满足电芯使用需求；2、聚合物集流体，活性材料的粘附性差，易发生掉料等问题；3、石墨集流体，加工性能差，存在容易断带等问题；4、铝箔集流体，安全效果差。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种改善锂离子电池安全性能的集流体，本发明的另一目的是提供一种使用该集流体制备的正极极片、电芯。

技术方案：一种集流体，包括导电网、聚合物多孔膜，所述导电网包括网格区、过渡区、极耳区，所述过渡区分别位于所述网格区的一组相对侧边并沿侧边连续，所述极耳区位于所述过渡区的外侧边并相连，所述导电网的上下表面分别附着有所述聚合物多孔膜，所述聚合物多孔膜覆盖所述网格区、过渡区，所述聚合物多孔膜的孔洞对应于所述网格区上的连线。

进一步的，所述聚合物多孔膜为单层膜，为PET层、PP层、PE层的其中一种，所述聚合物多孔膜与所述导电网的表面热压附着。

进一步的，所述聚合物多孔膜为由基体层和胶层形成的双层膜，所述基体层为PET层、PP层、PE层的其中一种，所述胶层为HMA层、SIS层的其中一种，所述聚合物多孔膜通过所述胶层与所述导电网的表面粘结附着。

进一步的，聚合物多孔膜为上述的双层膜时，位于所述导电网的上下表面的两个所述聚合物多孔膜上的孔洞上下相对。位于导电网上表面的聚合物多孔膜上的某一孔洞、网格区上的连线、位于导电网下表面的聚合物多孔膜上的某一孔洞连通，通过导电涂层导通形成电连接，防止聚合物多孔膜的胶层较厚时，胶层将与胶层粘结处的网格区上的连线周向包覆而导致导电失效，此时即使胶层将与胶层粘结处的网格区上的连线周向包覆，也可通过相对的孔洞内的导电涂层与网格区上的连线导通形成电连接。

进一步的，所述极耳区的厚度大于所述过渡区的厚度，所述过渡区的厚度大于所述网格区的厚度。从而保证集流体的过流能力和焊接性能。

最佳的，所述导电网为铝网、镍网、石墨网的其中一种。

进一步的，所述导电网辊压成型。

进一步的，所述网格区的网眼形状为菱形、方形。

一种使用上述的集流体制备的正极极片，在所述集流体的外侧表面上，自下而上依次涂覆有导电涂层、正极材料层，且至少对应覆盖所述聚合物多孔膜，所述导电涂层填充入所述聚合物多孔膜的孔洞中并到达所述网格区上的连线。

一种电芯，包含上述制备而成的正极极片。