复合集流体、极片、电极组件及电池的制作方法

专利2022-11-18  91


本申请涉及复合集流体、具有所述复合集流体的极片、具有所述极片的电极组件及具有所述电极组件的电池。



背景技术:

现有的电池中正负极片之间一般采用单独的隔离膜隔开,用于防止电池内部阴阳极短路的问题。不过,由于隔离膜自身较薄且易收缩变形,如此极易导致正负极片直接接触而短路,影响电池安全性能。此外,由于隔离膜自身较薄,单独设置隔离膜还存在尺寸控制相对困难的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,有必要提供一种复合集流体,以解决上述问题。

本申请还提供了一种具有所述复合集流体的极片、具有所述极片的电极组件及具有所述电极组件的电池。

本申请提供了一种复合集流体,包括绝缘基材、金属层和隔离层。所述绝缘基材包括第一表面及背对所述第一表面的第二表面。所述金属层设置于所述第一表面。所述隔离层设置于所述第二表面。所述隔离层导通离子隔离电子。

本申请的一些实施方式中,所述隔离层包括涂覆于所述第二表面的陶瓷涂层。

本申请的一些实施方式中,所述隔离层上设有多个开孔。

本申请的一些实施方式中,所述隔离层的厚度为3μm-10μm。

本申请的一些实施方式中,所述金属层的厚度为0.5μm-5μm。

本申请的一些实施方式中,所述绝缘基材的厚度为3μm-10μm。

本申请还提供了一种极片,包括活性物质层和上述所述的复合集流体。所述活性物质层设置于所述金属层背对所述绝缘基材的表面。

本申请的一些实施方式中,所述活性物质层的厚度为30μm-200μm。

本申请还提供了一种电极组件,包括第一极片和第二极片。所述第一极片和所述第二极片经卷绕或叠片形成所述电极组件。所述第一极片和/或所述第二极片包括如上述所述的极片。

本申请还提供了一种电池,包括壳体及上述所述的电极组件。所述电极组件收容于所述壳体内。

本申请中的复合集流体通过在绝缘基材的两侧分别设置金属层和隔离层,以使得复合集流体同时具备隔膜功能和集流体功能。其中,将隔离层与设置有金属层的绝缘基材复合,可有效避免现有电池中单独设置隔离膜所存在的尺寸难控制的问题。此外,本申请采用兼具备隔膜功能和集流体功能的复合集流体,有效避免现有电池中单独设置的隔离膜因自身较薄且易收缩变形所导致的电池内部短路的问题,从而大大提高电池的安全性能。

附图说明

图1为本申请一实施方式的复合集流体的剖面示意图。

图2为本申请一实施方式的极片的剖面示意图。

图3为本申请一实施方式的电极组件的剖面示意图。

图4为本申请另一实施方式的电极组件的剖面示意图。

图5为本申请一实施方式的电池的剖面示意图。

主要元件符号说明

电池1000

极片100

复合集流体10

绝缘基材11

第一表面111

第二表面112

金属层12

隔离层13

开孔131

活性物质层20

电极组件200

第一极片201

第二极片202

第一极耳203

第二极耳204

壳体300

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。

下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参图1,本申请实施方式公开了一种复合集流体10。所述复合集流体10包括绝缘基材11、金属层12及隔离层13。所述绝缘基材11包括第一表面111及背对所述第一表面111的第二表面112。所述金属层12设置于所述第一表面111。所述隔离层13设置于所述第二表面112。所述隔离层13导通离子隔离电子。

本申请中的复合集流体10通过在绝缘基材11的两侧分别设置金属层12和隔离层13,以使得复合集流体10同时具备隔膜功能和集流体功能。其中,将隔离层13与设置有金属层12的绝缘基材11复合,可有效避免现有电池中单独设置隔离膜所存在的尺寸难控制的问题。

在一些实施方式中,所述隔离层13包括陶瓷涂层,且涂覆于所述第二表面112。在其他实施方式中,所述隔离层13也可以粘接于所述第二表面112。

在另一些实施方式中,参图1,所述隔离层13上设有多个开孔131。其中,所述开孔131的设置用于保证所述隔离层13离子导通。

在一些实施方式中,所述隔离层13的厚度为3μm-10μm。

在一些实施方式中,所述绝缘基材11的材质为聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。所述金属层12的材质为铜或铝。

在一些实施方式中,所述绝缘基材11的厚度为3μm-10μm。

在一些实施方式中,所述金属层12的厚度为0.5μm-5μm。

参图2,本申请还提供了一种极片100。所述极片100包括活性物质层20及所述复合集流体10。其中,所述活性物质层20设置于所述金属层12背对所述绝缘基材11的表面。

在一些实施方式中,所述活性物质层20的厚度为30μm-200μm。

参图3,本申请还提供了一种电极组件200。所述电极组件200包括第一极片201和第二极片202。所述第一极片201和所述第二极片202经卷绕或叠片形成所述电极组件200。所述第一极片201和/或所述第二极片202包括如前所述的极片100。

其中,参图3,所述第二极片202上的隔离层13位于所述第二极片202的绝缘基材11和所述第一极片201的活性物质层20之间,以使得所述第一极片201和所述第二极片202之间电性绝缘。

在一些实施方式中,所述第一极片201中金属层12的材质为铜,所述第二极片202中金属层12的材质为铝。

本申请中的电极组件200采用兼具备隔膜功能和集流体功能的复合集流体10,有效避免现有电池中单独设置的隔离膜因自身较薄且易收缩变形所导致的电池内部短路的问题。

在一些实施方式中,所述活性物质层20的厚度为30μm-200μm。

参图4,所述电极组件200还包括第一极耳203及与所述第一极耳203极性不同的第二极耳204。所述第一极耳203电连接所述第一极片201上的金属层12,所述第二极耳204电连接所述第二极片202上的金属层12。

参图5,本申请还提供了一种电池1000。所述电池1000包括壳体300及收容于所述壳体300内的所述电极组件200。

其中,所述第一极耳203和所述第二极耳204外露于所述壳体300。

本申请中的电池1000采用兼具备隔膜功能和集流体功能的复合集流体10,有效避免现有电池中单独设置的隔离膜因自身较薄且易收缩变形所导致的电池内部短路的问题,从而大大提高电池1000的安全性能。此外,相较于现有的电池,所述电池1000采用兼具备隔膜功能和集流体功能的复合集流体10,还可提升电池1000的能量密度。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本申请技术方案的精神和实质。


技术特征:

1.一种复合集流体,其特征在于,所述复合集流体包括:

绝缘基材,包括第一表面及背对所述第一表面的第二表面;

金属层,设置于所述第一表面;以及

隔离层,设置于所述第二表面,所述隔离层导通离子隔离电子。

2.如权利要求1所述的复合集流体,其特征在于,所述隔离层包括涂覆于所述第二表面的陶瓷涂层。

3.如权利要求1所述的复合集流体,其特征在于,所述隔离层上设有多个开孔。

4.如权利要求1-3中任一项所述的复合集流体,其特征在于,所述隔离层的厚度为3μm-10μm。

5.如权利要求1-3中任一项所述的复合集流体,其特征在于,所述金属层的厚度为0.5μm-5μm。

6.如权利要求1-3中任一项所述的复合集流体,其特征在于,所述绝缘基材的厚度为3μm-10μm。

7.一种极片,包括活性物质层,其特征在于,所述极片还包括如权利要求1-6中任一项所述的复合集流体,所述活性物质层设置于所述金属层背对所述绝缘基材的表面。

8.如权利要求7中所述的极片,其特征在于,所述活性物质层的厚度为30μm-200μm。

9.一种电极组件,包括第一极片和第二极片,所述第一极片和所述第二极片经卷绕或叠片形成所述电极组件,其特征在于,所述第一极片和/或所述第二极片包括如权利要求7-8中任一项所述的极片。

10.一种电池,包括壳体,其特征在于,所述电池包括如权利要求9所述的电极组件,所述电极组件收容于所述壳体内。

技术总结
本申请提供了一种复合集流体,包括绝缘基材、金属层和隔离层。所述绝缘基材包括第一表面及背对所述第一表面的第二表面所述金属层设置于所述第一表面。所述隔离层设置于所述第二表面。所述隔离层导通离子隔离电子。本申请还提供了一种具有所述复合集流体的极片、具有所述极片的电极组件及具有所述电极组件的电池。本申请采用兼具备隔膜功能和集流体功能的复合集流体,可有效避免现有电池中单独设置的隔离膜因自身较薄且易收缩变形所导致的电池内部短路的问题,从而大大提高电池的安全性能。

技术研发人员:蔡正煌
受保护的技术使用者:宁德新能源科技有限公司
技术研发日:2020.09.11
技术公布日:2021.04.06

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