[发明专利]一种复合集流体、电极极片和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种复合集流体、电极极片和锂离子电池，包括基材和安全涂层；安全涂层涂覆于所述基材的至少一表面，包括发泡剂和粘结剂；其中，粘结剂的玻璃转变温度为80～120℃；发泡剂在所述安全涂层中开始分解的温度为80～100℃，且发泡剂分解时有气体产生。相比于现有技术，本发明通过发泡剂和粘结剂的协同作用，解决了目前因锂离子电池内部微短路和过热带来的安全隐患问题，其不仅可以降低电池的发热，也能在电池短路后及时切断短路开关，从而提高电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种复合集流体、电极极片和锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，锂离子电池带来安全事故也越来越多，因此人们对锂电池的要求也越来越高。大部分锂离子电池事故是正负极短接造成的，而正负极短路的主要原因之一是锂枝晶刺穿隔膜导致正负极片短接。随着电池向高能量密度方向发展和人们使用的习惯不同(过充，过放等)，增加了锂枝晶的出现可能性，另外长时间大功率放电，也会造成因电池过热而带来的安全问题。

目前已有多种方法去降低因锂离子电池内部微短路和过热带来的隐患。例如在选材方面使用纯度较高的锂离子电池正负极材料；在配料方面优化加料工艺，降低环境对浆料的影响；在制备过程优化制备工艺，建立电子追溯系统，对每一步骤进行实时监控；在包装方面建立电池管理系统，实时监控电池在运行过程中温度，气压等变化。诸多的方案都被提出用来降低电池安全事故，但是过去的几年内，无论是常用的3C数码产品领域还是新兴的新能源汽车领域都发生了无数次起火，爆炸等安全事故，对个人和企业都造成了较大的损失。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种复合集流体，以解决目前因锂离子电池内部微短路和过热带来的安全隐患问题，本发明提供的复合集流体，增加了安全涂层的设置，一方面在电池高温时可以降低电池的发热，另一方面也能在电池短路后及时切断短路开关，提高电池的安全性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合集流体，包括：

基材；

安全涂层，涂覆于所述基材的至少一表面，包括发泡剂和粘结剂；

其中，所述粘结剂的玻璃转变温度为80～120℃；所述发泡剂在所述安全涂层中开始分解的温度为80～100℃，且所述发泡剂分解时有气体产生。其中，发泡剂分解产生的气体包括但不限于氮气、一氧化碳和二氧化碳。

优选的，所述粘结剂的玻璃转变温度可为80～90℃、90～100℃、100～110℃、或110～120℃，其中，因电池的温度大于80℃后容易发生安全事故，故，粘结剂的玻璃转变温度以在80℃时为佳。与粘结剂相对应的，发泡剂在安全涂层中开始分解温度也以在80℃时为佳，发泡剂产生的气体与熔融态的粘结剂共同作用，如果电池只是因锂枝晶而产生局部短路或局部过热时，逐渐产生的粘结剂气泡可以包裹在锂枝晶周围，起到保护电池的作用，但如果是电池中产生的大量的热，要发生爆炸时，则发泡剂分解加剧产生大量气体，粘结剂气泡迅速膨胀，从而使得极片中的活性物质层脱离集流体，达到抑制电池进一步发热造成安全事故的目的。

优选的，所述安全涂层的剥离强度大于或等于500N/m，包括但不限于500～800N/m、800～1200N/m、1200～1500N/m、1500～2000N/m、2000～2500N/m、2500～3000N/m、或3000～4000N/m。剥离强度越高，安全涂层的粘接性越牢固，极片的稳定性越高，电池的循环寿命越长。