CN109994740A - 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置 - Google Patents

复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109994740A
CN109994740A CN201910249013.5A CN201910249013A CN109994740A CN 109994740 A CN109994740 A CN 109994740A CN 201910249013 A CN201910249013 A CN 201910249013A CN 109994740 A CN109994740 A CN 109994740A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal layer
current collector
composite
hole
pole piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910249013.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109994740B (zh
Inventor
张益博
李翔
王斌
胡乔舒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningde Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningde Amperex Technology Ltd filed Critical Ningde Amperex Technology Ltd
Priority to CN201910249013.5A priority Critical patent/CN109994740B/zh
Publication of CN109994740A publication Critical patent/CN109994740A/zh
Priority to US16/669,131 priority patent/US11211594B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN109994740B publication Critical patent/CN109994740B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/666—Composites in the form of mixed materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本申请涉及复合集流体及包括其的复合极片及电化学装置。本申请的复合集流体包括中间层、第一金属层、第二金属层以及通孔。所述中间层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一金属层设置在所述第一表面上且所述第二金属层设置在所述第二表面上。所述通孔贯穿所述中间层、所述第一金属层与所述第二金属层，其中所述通孔中填充电性绝缘的离子导体。本申请的复合集流体通过所述通孔提供了贯穿其内部结构且电性绝缘的离子通路，从而提高了电化学装置的电学性能。此外，使用所述复合集流体所制成的复合极片有助于在高极片压实密度和高正、负极活性物质涂布重量下保证正、负极活性物质的容量发挥，从而进一步提升了复合极片能量密度。

Description

复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及复合集流体及包括其的复合极片及电化学装置。
背景技术
锂离子电池具有体积和质量能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。随着近年来电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对锂离子电池的能量密度、安全性、循环性能等相关需求越来越高。
集流体作为锂离子电池中的一个重要部件，具有将锂离子电池活性物质产生的电流汇集起来以形成较大的电流对外输出的功能。复合集流体的使用可进一步提高能量密度、提高韧性和延展率从而实现生产中的工艺优化、以及提高单位质量能量密度并提高安全性。
为进一步提高电化学装置的电学性能，有必要对复合集流体进行进一步的优化。
发明内容
本申请提供一种复合集流体以及包含其的复合极片及电化学装置，以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种复合集流体，其包括中间层、第一金属层、第二金属层以及通孔。该中间层具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，该第一金属层设置在该第一表面上且该第二金属层设置在该第二表面上。该通孔贯穿该中间层、该第一金属层与该第二金属层，其中该通孔中填充电性绝缘的离子导体。由于通孔中填充了能够导通离子，同时保持电子绝缘的离子导体，该通孔能够形成联通上述复合集流体两侧的离子通路，以改善复合集流体的离子传导能力，进而提升其电学性能。
根据本申请的一些实施例，通孔的孔径为约20μm至约3000μm，该通孔的平均孔密度为约1个/cm2至约100个/cm2，该通孔的平均孔面积比例为约0.001％至约30％。
根据本申请的一些实施例，该第一金属层与该第二金属层选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，该离子导体为固态电解质材料，或者为无机材料与粘结剂的混合物。
根据本申请的一些实施例，该固态电解质材料选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，该无机材料包括无机氧化物，该无机氧化物选自HfO2、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、BaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、勃姆石，氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸锂(Li3PO4)、锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3，其中0<x<2且0<y<3)、锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3，其中0<x<2，0<y<1，且0<z<3)、Li1+x+y(Al,Ga)x(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12，其中0≤x≤1且0≤y≤1、锂镧钛酸盐(LixLayTiO3，其中0<x<2且0<y<3)、锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw，其中0<x<4，0<y<1，0<z<1，且0<w<5)、锂氮化物(LixNy，其中0<x<4，0<y<2)、SiS2玻璃(LixSiySz，其中0≤x<3，0<y<2，且0<z<4)、P2S5玻璃(LixPySz，其中0≤x<3，0<y<3，且0<z<7)、Li2O、LiF、LiOH、Li2CO3、LiAlO2、Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5-TiO2-GeO2陶瓷、和石榴石陶瓷(Li3+xLa3M2O12，其中0≤x≤5，且M为Te、Nb、或Zr)中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，该粘结剂选自聚酰胺、聚胺酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、丙烯酸酯、海草酸钠(SA)、聚丙烯酸(PAA)、PVA、羧甲基壳聚糖、明胶、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，该中间层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。
根据本申请的第二方面，本申请提供了一种复合极片，其包括上述实施例中的复合集流体、正极活性物质层以及负极活性物质层，其中该正极活性物质层覆盖在该第一金属层上，该负极活性物质层覆盖在该第二金属层上。
根据本申请的一些实施例，该通孔进一步贯穿该正极活性物质层以及该负极活性物质层。
根据本申请的一些实施例，该复合极片进一步包括导电涂层，其中该导电涂层设置于以下两者中的至少一者：该正极活性物质层与该第一金属层之间及该负极活性物质层与该第二金属层之间。
根据本申请的一些实施例，该导电涂层包括导电剂及聚合物，其中该导电剂选自碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑、人造石墨、石墨烯、金属纳米线中的至少一种；以及
该聚合物选自聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。
根据本申请的第三方面，本申请提供了一种电化学装置，该电化学装置包含上述实施例中的复合极片。
根据本申请的一些实施例，该电化学装置为锂离子电池。
根据本申请的第四方面，本申请还提供了一种电子装置，该电子装置包含上述实施例中的电化学装置。
本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。
附图说明
在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。
图1A为根据本申请一些实施例中复合集流体的截面图。
图1B为根据本申请一些实施例中复合集流体的俯视图。
图2为根据本申请一些实施例中复合极片的截面图。
图3为根据本申请一些实施例中形成通孔之前的复合极片的截面图。
图4为根据本申请一些实施例中具有贯穿通孔的复合极片的截面图。
具体实施方式
本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。
如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，该术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于该数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于该值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为该两个数值“大体上”相同。
在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。
另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于该范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。
在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
本申请对复合集流体的设计作了进一步的改进，改进后的复合集流体包括：中间层、设置在该中间层两侧的金属层以及通孔，该通孔贯穿该中间层与该金属层，且该通孔中填充了电性绝缘的离子导体。本申请通过在通孔中填充既可以传导离子，又可以保持电子绝缘的离子导体，以增加连通复合集流体两侧的离子通路，改善离子传导能力，进而提高了电化学装置的电学性能。此外，使用该复合集流体所制成的复合极片由于在极片活性物质层原本离子传导最远端增加了离子传导通路，有助于在高极片压实密度和高正、负极活性物质涂布重量下保证正、负极活性物质的容量发挥，从而进一步提升了复合极片的能量密度。
以下将结合图1-4以进一步说明本申请各种实施例中的复合集流体的结构及其材料组成、制备方法以及该复合集流体在复合极片及电化学装置中的配置。
一、复合集流体
图1A及1B分别为根据本申请一些实施例中的复合集流体截面及俯视的结构示意图。
如图1A及1B所示，复合集流体10包括：第一金属层1、中间层2、第二金属层3以及通孔31。该中间层2具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，该第一金属层1设置在该第一表面上且该第二金属层3设置在该第二表面上。该通孔31贯穿了该中间层、该第一金属层与该第二金属层，其中，该通孔31中填充电性绝缘的离子导体。通过填充了能够导通离子，同时保持电子绝缘的离子导体，通孔31能够形成联通该复合集流体10两侧的离子通路，以改善该复合集流体的离子传导能力，进而提升其电学性能。
如图1B所示，通孔31在复合集流体10中为呈现平均分布的圆孔状孔洞。应理解，通孔31的形状及分布并无特别限制，只要能够贯穿复合集流体10中的第一金属层1、中间层2及第二金属层3即可。在一些实施例中，通孔31可为例如，但不限于，圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形等。在一些实施例中，通孔31可呈现平均分布也可以呈现不平均分布。
在一些实施例中，该通孔31的平均孔径为约20μm至约3000μm。当孔径过小时，单个孔的离子传导能力有限，难以起到改善离子传导通路的目的。相对的，当孔径过大时，单个孔的表面积占比过大，会影响孔附近的电子传输通路，降低该第一金属层1或该第二金属层3的电子传导能力，不利于电极组件的电学性能。
在一些实施例中，通孔31的平均孔密度为约1个/cm2至约100个/cm2。当孔密度过小时，单个孔可以改善离子传导能力的区域有限，部分离孔较远的有效物质区域未能达到改善离子传导通路的目的。当孔密度过大时，每个孔附近的电子传输通路都会收到影响，进而降低第一金属层1或第二金属层3的电子传导能力，不利于电极组件的电学性能。
在一些实施例中，通孔31的平均孔面积比例为约0.001％至约30％。当孔面积比例过小时，各孔的总离子传导能力提升有限，未能有效达到改善离子传导通路的目的。当孔面积比例过大时，整体电子传输通路都会收到影响，进而降低金属层的电子传导能力，不利于电极组件的电学性能。
在一些实施例中，通孔31中填充的离子导体可以为固态电解质材料。该固态电解质材料选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
在另一些实施例中，通孔31内填充的离子导体也可以是无机材料与粘结剂的混合物。该混合物一方面保证电子绝缘，同时其间隙也可以提供电解液有效渗入的路径，有助于传导离子。该无机材料包括无机氧化物，该无机氧化物选自HfO2、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、BaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、勃姆石，氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸锂(Li3PO4)、锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3，其中0<x<2且0<y<3)、锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3，其中0<x<2，0<y<1，且0<z<3)、Li1+x+y(Al,Ga)x(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12，其中0≤x≤1且0≤y≤1、锂镧钛酸盐(LixLayTiO3，其中0<x<2且0<y<3)、锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw，其中0<x<4，0<y<1，0<z<1，且0<w<5)、锂氮化物(LixNy，其中0<x<4，0<y<2)、SiS2玻璃(LixSiySz，其中0≤x<3，0<y<2，且0<z<4)、P2S5玻璃(LixPySz，其中0≤x<3，0<y<3，且0<z<7)、Li2O、LiF、LiOH、Li2CO3、LiAlO2、Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5-TiO2-GeO2陶瓷、和石榴石陶瓷(Li3+xLa3M2O12，其中0≤x≤5，且M为Te、Nb、或Zr)中的至少一种。
该粘结剂选自聚酰胺、聚胺酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、丙烯酸酯、海草酸钠(SA)、聚丙烯酸(PAA)、PVA、羧甲基壳聚糖、明胶、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，中间层2可以为塑料薄膜32。该塑料薄膜32选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，中间层2的孔隙率为约0％至约50％。具有一定孔隙率有利于减重以及提高其有效物质负载量的作用，同时增大了复合集流体的表面积以改善电子传输路径。孔隙率越大时，该中间层2的表面有更大面积在制备第一金属层1或第二金属层3时可以被金属层覆盖，例如，该中间层2中贴近表面附近的孔洞内壁也会被蒸镀上一层金属，成为实际意义上第一金属层1或第二金属层3的一部分。然而，孔隙率过大时会导致在该中间层2的表面制备第一金属层1或第二金属层3时，两侧金属层之间可能相互渗透联通，导致整个电极组件的正负极集流体直接联通，引发失效。
在一些实施例中，中间层2的厚度为约1μm至约20μm。中间层2的厚度不可以过大，以保证电极组件的能量密度；中间层2的厚度也不可以过小，从而保证中间层2有一定的厚度和较高的机械强度，使中间层2两侧的第一金属层与第二金属层不会相互联通，引发失效。
在一些实施例中，第一金属层1与第二金属层3的金属材料可以为同一种金属及其组合物(合金)，也可以为两种不同的金属及其组合(合金)。在一些实施例中，第一金属层1与第二金属层3的金属材料可分别独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合(合金)中的至少一种。
在一些实施例中，第一金属层1与第二金属层3的孔隙率范围为约0％至约60％。该第一金属层及该第二金属层具有一定孔隙率有利于减重以及提高有效物质负载量的作用。然而当孔隙率过大时，会导致金属层内孔隙过多，使得内部电子沿着金属层的传输路径加长，电子传导能力下降，进而影响电极组件电学性能。
在一些实施例中，第一金属层1与第二金属层3的厚度为约0.1μm至约10μm。金属层的厚度不可以过大，从而保证等于或小于现有集流体的厚度，有利于保证电极组件的能量密度，此外，金属层过厚时会影响镀层制备过程的生产效率，降低整个电极组件的制备速度。同时，金属层的厚度也不可以过小，从而保金属层具有较高的电子传导能力，保证电极组件的电学性能。
在一些实施例中，本申请复合集流体的制备方法包括以下步骤：在中间层2的第一表面与第二表面通过例如，但不限于，溅射法、真空沉积法、离子电镀法、激光脉冲沉积法等方法分别形成第一金属层1与第二金属层3；通过例如，但不限于，高能激光打孔以形成贯穿中间层2、第一金属层1及第二金属层3的通孔31；随后将复合集流体10的一侧放置在基板上，利用刮涂的方法，将含有该离子导体的浆料均匀涂覆在复合集流体10的另一侧上，并使浆料填充到通孔31内，随后进行烘干、清洗过程，并从基板上取下复合集流体，完成复合集流体10的制备。应理解，本领域技术人员可以根据实际操作需求选择本领域常规的制备方法来替换上述流程中的任一特定制备方法，而不受其限制。
二、复合极片
本申请的一些实施例提供了包括本申请复合集流体的复合极片。本申请的复合极片有利于电解液的浸润，不仅在电池加工过程中可以提高注液工序速度，在之后电池的使用中又能加速离子通过率，从而进一步提高电池倍率性能。
图2为根据本申请一些实施例中的一种复合极片20的结构示意图。
如图2所示，复合极片20包括：上述实施例中的复合集流体10、正极活性物质层4以及负极活性物质层5。该正极活性物质层4覆盖在第一金属层1上，且该负极活性物质层5覆盖在第二金属层3上。其中，通孔31构成了联通复合集流体两侧正极活性物质层4与负极活性物质层5的离子通路，有效的提升复合极片20的电学性能。
该正极活性物质层4与该负极活性物质层5可以使用本领域公知的材料、构造和制造方法制备。
在一些实施例中，正极活性物质层包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的至少一种锂化插层化合物，包括但不限于钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂和富锂锰基材料中的一种或多种。
在一些实施例中，负极活性物质层包括任何能够电化学性地吸留、放出锂离子等金属离子的物质。在一些实施例中，负极活性物质层包括碳质材料、硅碳材料、合金材料或含锂金属复合氧化物材料。在一些实施例中，负极活性物质层包括如上该的一种或多种。
在一些实施例中，当负极活性物质层包括合金材料时，可使用蒸镀法、溅射法、镀敷法等方法形成负极活性物质层。
在一些实施例中，当负极活性物质层包括锂金属时，例如用具有球形绞状的导电骨架和分散在导电骨架中的金属颗粒形成负极活性物质层，球形绞状的导电骨架可具有约5％-约85％的孔隙率，锂金属负极活性物质层上还可设置保护层。
在一些实施例中，上述复合极片20的制备方法可通过在复合集流体10两侧分别涂覆正、负极活性物质的方式形成，其中通孔31的存在有助于在高极片压实密度和高正、负极活性物质涂布重量下保证正、负极活性物质的容量发挥，进一步提升了复合极片的能量密度。
在一些实施例中，正极活性物质层4在复合集流体上的涂布重量为约100g/m2至约500g/m2，或为约180g/m2至约200g/m2。负极活性物质层5在复合集流体上的涂布重量为约50g/m2至约300g/m2，或为约95g/m2至约105g/m2。
在一些实施例中，正极活性物质层4的压实密度为约2.0g/cm3至约5g/cm3，或为约4.0g/cm3至约4.2g/cm3。负极活性物质层5的压实密度为约1.0g/cm3至约2.5g/cm3，或为约1.7g/cm3至约1.85g/cm3。
应理解，虽然图2所示实施例中通孔31仅贯穿了复合集流体，而该正极活性物质层4与该负极活性物质层5上不存在贯穿的通孔，但是这仅只是用于说明本申请复合极片的其中一种结构的示范性实施例。根据本申请的另一些实施例，复合极片中的通孔31也能够进一步贯穿正极活性物质层4与负极活性物质层5。
如图3及图4所示，在一些实施例中，可以通过在未形成通孔的复合集流体表面先涂覆正极活性物质层以及负极活性物质层，并经过烘干和冷压过程，获得尚未形成通孔的复合极片。随后通过例如，但不限于，高能激光的方式对其直接进行打孔，并填充电性绝缘的离子导体，从而制得含有贯穿复合集流体以及该正极活性物质层4与该负极活性物质层5的通孔的复合极片30。
在一些实施例中，复合极片可以进一步包括导电涂层，其中该导电涂层设置于以下两者中的至少一者：正极活性物质层4与第一金属层1之间及负极活性物质层5与第二金属层2之间。
在一些实施例中，该导电涂层包括导电剂及聚合物，其中该导电剂选自碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑、人造石墨、石墨烯、金属纳米线中的至少一种；以及该聚合物选自聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。导电涂层的存在可以进一步增加电子传导通路，提高电学性能；同时改善正、负极活性物质层与复合集流体的粘接力。
三电化学装置
本申请的一些实施例还提供了包括本申请复合集流体的电化学装置。在一些实施例中，该电化学装置为锂离子电池。该锂离子电池包括由本申请复合极片、极耳和隔离膜组成的电极组件以及电解液。
在一些实施例中，该锂离子电池的制备方法包括：将本申请复合极片与隔离膜叠层放置并卷绕在一起形成电极组件。随后将该电极组件装入例如铝塑膜中，并注入电解液，随后进行真空封装、静置、化成、整形等工序，以获得锂离子电池。
本申请中使用的电解液与隔离膜没有特别限制，可以使用本领域公知的材料、构造和制造方法制备。
例如隔离膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。
基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。
无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或几种的组合。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的一种或几种的组合。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
隔离膜需要有机械稳健性以承受电极材料的拉伸和刺穿，且隔离膜孔径通常小于1微米。包括微孔聚合物膜，无纺布垫和无机膜的各种隔离膜已经用于锂离子电池中，其中基于微孔聚烯烃材料的聚合物膜是最常与电解液组合使用的隔离膜。微孔聚合物膜能够制成非常薄(通常约5μm-25μm)和高多孔性(通常约20％-50％)以降低电阻且提高离子传导性。同时，该聚合物膜仍然有机械稳健性。本领域技术人员当能理解，广泛使用于锂离子电池的各种隔离膜都适用于本申请。
在一些实施例中，该电解液包括锂盐和非水溶剂。该锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiSiF6、LiBOB和二氟硼酸锂中的一种或多种。举例来说，锂盐选用LiPF6，因为它可以给出高的离子导电率并改善循环特性。该非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、其它有机溶剂或它们的组合。
上述碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物或其组合。
上述其它有机溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸酯及其组合。
本领域的技术人员将理解，虽然上面以锂离子电池进行了举例说明，但是本领域技术人员在阅读本申请之后，能够想到本申请的复合集流体可以用于其他合适的电化学装置。这样的电化学装置包括发生电化学反应的任何装置，它的具体实例包括所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容。特别地，该电化学装置是锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
本申请的复合集流体与包含其的电化学装置，具有如下有益效果：(1)首先通过在复合集流体中设置通孔，通孔中填充电绝缘的离子导电材料，从而使得联通两侧正负极材料的离子通路增加；(2)该含有通孔的复合集流体有助于提高极片压实密度和涂膜厚度，从而提升电极组件能量密度；以及(3)该含有通孔的复合集流体结构有利于电解液的充分浸润，一方面可以提高注液工序速度，另一方面可加速离子的通过率，进一步提高电化学装置的倍率性能。
四电子装置
本申请的一些实施例进一步提供了一种电子装置，该电子装置包含本申请实施例中的电化学装置。
本申请实施例的电子装置没有特别限定，其可以是现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，该电子装置可以包括，但不限于，笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。
下面以锂离子电池为例并且结合具体的实施例说明锂离子电池的制备，本领域的技术人员将理解，本申请中描述的制备方法仅是实例，其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内。
五、具体实施例
下述具体实施例及对比例的锂离子电池完成后，记录其锂离子电池的重量与体积尺寸。随后对锂离子电池进行0.1C与2C不同放电倍率的放电能量密度检测。以下将说明放电能量密度检测的具体实施方式。
放电能量密度检测
(1)0.1C放电时的能量密度(Wh/L)
将锂离子电池在常温下静置30分钟，以0.05 C充电速率恒流充电至电压至4.4 V(额定电压)，随后之后再以0.05 C倍率将电化学装置放电至3.0 V，重复上述充/放电步骤3个循环以完成待测的电化学装置的化成。完成电化学装置的化成后，以0.1C充电速率恒流充电至电压至4.4 V，随后以0.1C放电倍率将电化学装置放电至3.0 V，纪录其放电容量，随后计算其0.1C放电时的能量密度：
能量密度(Wh/L)＝放电容量(Wh)/锂离子电池体积尺寸(L)
(2)2C放电时的能量密度(Wh/L)
将锂离子电池在常温下静置30分钟，以0.05 C充电速率恒流充电至电压至4.4 V(额定电压)，随后之后再以0.05 C倍率将电化学装置放电至3.0 V，重复上述充/放电步骤3个循环以完成待测的电化学装置的化成。完成电化学装置的化成后，以2C充电速率恒流充电至电压至4.4 V，随后以2C放电倍率将电化学装置放电至3.0 V，纪录其放电容量，随后计算其0.1C放电时的能量密度：
能量密度(Wh/L)＝放电容量(Wh)/锂离子电池体积尺寸(L)
实施例1
(1)双面异质复合集流体的制备
在12μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面，通过真空沉积法在两侧分别制备一层0.5μm厚的金属Cu和金属Al镀层作为负极和正极活性物质的集流体。随后通过高能激光在复合集流体表面打孔，其孔径为20μm，孔密度为4个/cm2，孔在整个复合集流体表面均匀分布，此时所有孔的总面积在整个复合集流体表面上的面积占比约为0.001％。将复合集流体一侧放置在聚四氟乙烯板上并使二者在界面充分结合。将聚偏二氟乙烯(PVDF)加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为悬浊液，调配成为固含量为0.5的浆料，并搅拌均匀。利用刮涂的方法，将浆料均匀涂覆在复合集流体另一侧的金属层上，并使浆料填充到孔内，随后90℃条件下烘干。随后使用乙酸乙酯清洗复合集流体表面残余的PVDF，并从聚四氟乙烯板上取下复合集流体层，完成双面异质复合集流体的制备。
(2)极片的制备
将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)、导电炭黑(Super P)、聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比97.5:1.0:1.5进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为0.75的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在复合集流体的金属Al镀层上，极片上正极活性物质的重量为180g/m2。90℃条件下烘干，完成极片正极侧的单面涂布。完成涂布后，将极片的正极活性物质层冷压至4.0g/cm3的压实密度，完成极片正极侧的全部制备流程。
随后将负极活性物质石墨(Graphite)、导电炭黑(Super P)、丁苯橡胶(SBR)按照重量比96:1.5:2.5进行混合，加入去离子水(H2O)作为溶剂，调配成为固含量为0.7的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在复合集流体的金属Cu镀层，极片上负极活性物质的重量为95g/m2。110℃条件下烘干，完成极片负极侧的单面涂布。完成涂布后，将极片的负极活性物质层冷压至1.7g/cm3的压实密度。随后进行极耳焊接和贴胶纸等辅助工艺，完成整个基于双面异质复合集流体的全部极片制备流程。
(3)电解液的制备
在干燥氩气气氛中，首先将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以质量比EC:EMC:DEC＝30:50:20混合，然后向有机溶剂中加入锂盐六氟磷酸锂(LiPF6)溶解并混合均匀，得到锂盐的浓度为1.15M的电解液。
(4)锂离子电池的制备
选用厚度15μm的聚乙烯(PE)作为隔离膜，将基于双面异质复合集流体的极片、隔离膜按照顺序叠好，然后将叠好的极片和隔离膜卷成电极组件，经过顶侧封，然后对电极组件进行注液，对注液完成的电极组件进行化成(0.02C恒流充电到3.3V，再以0.1C恒流充电到3.6V)，然后对电极组件的性能进行初步检测。最终得到软包锂离子电池。
实施例2
与实施例1的制备方式相同，不同的地方是实施例2中(1)的孔径为100μm，且孔面积占比约为0.03％。
实施例3
与实施例1的制备方式相同，不同的地方是实施例3中(1)的孔径为500μm，且孔面积占比约为0.80％。
实施例4
与实施例1的制备方式相同，不同的地方是实施例4中(1)的孔径为3000μm，且孔面积占比约为28％。
实施例5
与实施例3的制备方式相同，不同的地方是实施例5中(1)的孔密度为1个/cm2，且孔面积占比约为0.20％。
实施例6
与实施例3的制备方式相同，不同的地方是实施例6中(1)的孔密度为10个/cm2，且孔面积占比约为2.0％。
实施例7
与实施例3的制备方式相同，不同的地方是实施例7中(1)的孔密度为25个/cm2，且孔面积占比约为5％。
实施例8
与实施例3的制备方式相同，不同的地方是实施例8中(1)的孔密度为100个/cm2，且孔面积占比约为20％。
实施例9
与实施例1的制备方式相同，不同的地方是实施例9中(1)的孔径为1100μm，孔密度为1个/cm2，且孔面积占比约为1.0％。
实施例10
与实施例9的制备方式相同，不同的地方是实施例10中(1)的孔密度为10个/cm2，且孔面积占比约为10％。
实施例11
与实施例9的制备方式相同，不同的地方是实施例11中(1)的孔密度为32个/cm2，且孔面积占比约为30％。
实施例12
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例12中(1)是将聚丙烯腈(PAN)加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为悬浊液，调配成为固含量为0.55的浆料，并搅拌均匀。利用刮涂的方法，将浆料均匀涂覆在复合集流体另一侧的金属层上，并使浆料填充到孔内，随后90℃条件下烘干。随后使用乙酸乙酯清洗复合集流体表面残余的PAN。
实施例13
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例13中(1)是将聚环氧乙烷(PEO)加入乙酸乙酯作为悬浊液，调配成为固含量为0.6的浆料，并搅拌均匀。利用刮涂的方法，将浆料均匀涂覆在复合集流体另一侧的金属层上，并使浆料填充到孔内，随后90℃条件下烘干。随后使用甲苯清洗复合集流体表面残余的PEO。
实施例14
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例14中(1)是将三氧化二铝颗粒和聚偏二氟乙烯(PVDF)加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为悬浊液，调配成为固含量为0.7的浆料，三氧化二铝与PVDF的质量比为95:5，并搅拌均匀。利用刮涂的方法，将浆料均匀涂覆在复合集流体另一侧的金属层上，并使浆料填充到孔内，随后90℃条件下烘干。随后使用乙酸乙酯清洗复合集流体表面残余的三氧化二铝颗粒和PVDF。
实施例15
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例15中(2)中极片上的正极活性物质的重量为190g/m2，且负极活性物质的重量为100g/m2。
实施例16
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例16中(2)中极片上的正极活性物质的重量为200g/m2，且负极活性物质的重量为105g/m2。
实施例17
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例17中(2)中极片的正极活性物质层冷压至4.10g/cm3的压实密度，且负极活性物质层冷压至1.77g/cm3的压实密度。
实施例18
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例18中(2)中极片的正极活性物质层冷压至4.20g/cm3的压实密度，且负极活性物质层冷压至1.85g/cm3的压实密度。
实施例19
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例1中(1)中的打孔步骤是在实施例19中的(2)极片的制备完成后进行的。
实施例20
与实施例7的制备方式相同，不同的地方是实施例20中(2)极片制备前对前一步骤中制备好的集流体进行底涂：将导电炭黑(Super P)、丁苯橡胶(SBR)按照重量比95:5进行混合，加入去离子水(H2O)作为溶剂，调配成为固含量为0.8的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在复合集流体的金属Cu镀层上，110℃条件下烘干，得到负极底涂层；将导电炭黑(Super P)、丁苯橡胶(SBR)按照重量比97:3进行混合，加入去离子水(H2O)作为溶剂，调配成为固含量为0.85的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在在复合集流体的金属Al镀层上，110℃条件下烘干，得到正极底涂层。
对比例1
(1)负极极片的制备
将负极活性物质石墨(Graphite)、导电炭黑(Super P)、丁苯橡胶(SBR)按照重量比96:1.5:2.5进行混合，加入去离子水(H2O)作为溶剂，调配成为固含量为0.7的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的一侧上，其中负极活性物质的重量为95g/m2。110℃条件下烘干，得到负极极片。随后依照相同方法，在该负极集流体铜箔的另一侧上也进行如上步骤，得到双面涂布完成的负极极片。随后将负极极片冷压至1.7g/cm3的压实密度。
(2)正极极片的制备
将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)、导电炭黑(Super P)、聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比97.5:1.0:1.5进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为0.75的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的一侧上，其中正极活性物质的重量为180g/m2。90℃条件下烘干，得到正极极片。随后依照相同方法，在该正极集流体铝箔的另一侧上也进行如上步骤，得到双面涂布完成的正极极片。随后将正极极片冷压至4.0g/cm3的压实密度。
(3)电解液的制备
在干燥氩气气氛中，首先将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以质量比EC:EMC:DEC＝30:50:20混合，然后向有机溶剂中加入锂盐六氟磷酸锂(LiPF6)溶解并混合均匀，得到锂盐的浓度为1.15M的电解液。
(4)锂离子电池的制备
选用厚度15μm的聚乙烯(PE)作为隔离膜，将正极极片、隔离膜、负极极片按照顺序叠好，使隔离膜处于正中间的位置，然后将叠好的极片和隔离膜卷成电极组件，经过顶侧封，然后对电极组件进行注液，对注液完成的电极组件进行化成(0.02C恒流充电到3.3V，再以0.1C恒流充电到3.6V)，然后对电极组件的性能进行初步检测。最终得到软包锂离子电池。
对比例2
与实施例1的制备方式相同，不同的地方是对比例2中(1)双面异质复合集流体的制备是在12μm厚的PET薄膜表面，通过真空沉积法在两侧分别制备一层0.5μm厚的金属Cu和金属Al镀层作为负极和正极活性物质的集流体，而未形成通孔。
对比例3
与对比例2的制备方式相同，不同的地方是对比例3中(2)中的极片上正极活性物质的重量为200g/m2，且负极活性物质的重量为105g/m2。
对比例4
与对比例2的制备方式相同，不同的地方是对比例4中(2)中的极片上正极活性物质层冷压至4.20g/cm3的压实密度，且负极活性物质层冷压至1.85g/cm3的压实密度。
上述实施例1-20及对比例1-4的具体实施方式参数以及其放电能量密度及放电能量百分比结果如下表1所示。
表1
通过表1可知，相较于对比例1，即相比于普通铜铝箔集流体的锂离子电池，本申请实施例中的锂离子电池不仅具有双面异质复合集流体的固有优点，即：可通过自卷绕的方式进行电极组件结构设计，从而进一步简化电极组件制备流程，提高生产效率与产品优率，降低生产成本；同时，通过减少集流体和隔膜材料的占比，可以进一步提高锂离子电池体积能量密度与质量能量密度。
此外，相较于对比例2，即相比于使用双面异质复合集流体的锂离子电池，本申请通过改善复合集流体内离子传导通路，有效提高了锂离子电池的倍率性能，使得2C大倍率放电时的锂离子电池能量密度大幅提升。
另一方面，比较实施例16与对比例3可知，在同样的高涂布重量下使用本申请复合集流体的锂离子电池展现出更优异的倍率性能和更高的能量密度，尤其是在2C大倍率放电时。
最后，比较实施例18与对比例4可知，在同样的压实密度下使用本申请复合集流体的锂离子电池展现出更优异的倍率性能和更高的能量密度，尤其是在2C大倍率放电时。
整个说明书中对“一些实施例”、“部分实施例”、“一个实施例”、“另一举例”、“举例”、“具体举例”或“部分举例”的引用，其所代表的意思是在本申请中的至少一个实施例或举例包含了该实施例或举例中所描述的特定特征、结构、材料或特性。因此，在整个说明书中的各处所出现的描述，例如：“在一些实施例中”、“在实施例中”、“在一个实施例中”、“在另一个举例中”，“在一个举例中”、“在特定举例中”或“举例“，其不必然是引用本申请中的相同的实施例或示例。此外，本文中的特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例或举例中结合。
尽管已经演示和描述了说明性实施例，本领域技术人员应该理解上述实施例不能被解释为对本申请的限制，并且可以在不脱离本申请的精神、原理及范围的情况下对实施例进行改变，替代和修改。

Claims (12)

1.一种复合集流体，其包括：
中间层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一金属层，其设置在所述第一表面上；
第二金属层，其设置在所述第二表面上；以及
通孔，所述通孔贯穿所述中间层、所述第一金属层与所述第二金属层，其中所述通孔中填充电性绝缘的离子导体。
2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述通孔的孔径为20μm-3000μm，所述通孔的平均孔密度为1个/cm2-100个/cm2，所述通孔的平均孔面积比例为0.001％-30％。
3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层各自独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述离子导体为固态电解质材料，或者为无机材料与粘结剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述固态电解质材料选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的复合集流体，其特征在于，所述无机材料包括无机氧化物，所述无机氧化物选自HfO2、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、BaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、勃姆石，氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸锂(Li3PO4)、锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3，其中0<x<2且0<y<3)、锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3，其中0<x<2，0<y<1，且0<z<3)、Li1+x+y(Al,Ga)x(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12，其中0≤x≤1且0≤y≤1、锂镧钛酸盐(LixLayTiO3，其中0<x<2且0<y<3)、锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw，其中0<x<4，0<y<1，0<z<1，且0<w<5)、锂氮化物(LixNy，其中0<x<4，0<y<2)、SiS2玻璃(LixSiySz，其中0≤x<3，0<y<2，且0<z<4)、P2S5玻璃(LixPySz，其中0≤x<3，0<y<3，且0<z<7)、Li2O、LiF、LiOH、Li2CO3、LiAlO2、Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5-TiO2-GeO2陶瓷、和石榴石陶瓷(Li3+xLa3M2O12，其中0≤x≤5，且M为Te、Nb、或Zr)中的至少一种；以及
所述粘结剂选自聚酰胺、聚胺酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、丙烯酸酯、海草酸钠(SA)、聚丙烯酸(PAA)、PVA、羧甲基壳聚糖、明胶、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述中间层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。
8.一种复合极片，其包括：
根据权利要求1至7中任一权利要求所述的复合集流体；
正极活性物质层，其覆盖在所述第一金属层上；以及
负极活性物质层，其覆盖在所述第二金属层上。
9.根据权利要求8所述的复合极片，其特征在于，所述通孔进一步贯穿所述正极活性物质层与所述负极活性物质层。
10.根据权利要求8所述的复合极片，其特征在于，进一步包括导电涂层，其中所述导电涂层设置于以下两者中的至少一者：所述正极活性物质层与所述第一金属层之间及所述负极活性物质层与所述第二金属层之间。
11.根据权利要求10所述的复合极片，其特征在于，所述导电涂层包括导电剂及聚合物，其中所述导电剂选自碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑、人造石墨、石墨烯、金属纳米线中的至少一种；以及
所述聚合物选自聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。
12.一种电化学装置，其包含根据权利要求8至11中任一权利要求所述的复合极片。
CN201910249013.5A 2019-03-29 2019-03-29 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置 Active CN109994740B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910249013.5A CN109994740B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置
US16/669,131 US11211594B2 (en) 2019-03-29 2019-10-30 Composite current collector and composite electrode and electrochemical device comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910249013.5A CN109994740B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109994740A true CN109994740A (zh) 2019-07-09
CN109994740B CN109994740B (zh) 2021-08-13

Family

ID=67131906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910249013.5A Active CN109994740B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11211594B2 (zh)
CN (1) CN109994740B (zh)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110739461A (zh) * 2019-09-05 2020-01-31 东莞市烯热材料科技有限公司 一种新型锂离子正负两极用类石墨烯导热复合集流体
CN111048788A (zh) * 2019-12-26 2020-04-21 珠海冠宇电池有限公司 一种集流体及其制备方法和应用
CN111430671A (zh) * 2019-12-26 2020-07-17 蜂巢能源科技有限公司 双极性极片及制备方法、锂离子电池及制备方法
CN112242499A (zh) * 2019-07-19 2021-01-19 宁德新能源科技有限公司 电芯及具有所述电芯的电池
CN112290032A (zh) * 2020-11-20 2021-01-29 江西安驰新能源科技有限公司 一种新型锂电池集流体及其锂离子电池
CN112768701A (zh) * 2021-01-21 2021-05-07 广东海洋大学 一种复合正极极片和可充电固态电池
CN112864399A (zh) * 2021-02-08 2021-05-28 澳门大学 集流体及其制备方法、锌负极及其制备方法和应用
CN113066958A (zh) * 2021-03-22 2021-07-02 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体及其应用
CN113113620A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 龙泉市强宏环保科技有限公司 一种碱性锌-铁液流电池的制备方法
CN113314696A (zh) * 2021-05-19 2021-08-27 Oppo广东移动通信有限公司 电极极片、制备方法、复合集流体、电池及电子设备
CN113330602A (zh) * 2020-08-31 2021-08-31 宁德新能源科技有限公司 极片、电化学装置和电子装置
CN113451586A (zh) * 2021-05-27 2021-09-28 天津国安盟固利新材料科技股份有限公司 一种二次电池的电极片、二次电池及其制备方法
CN113488658A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种锂电池正极集流体及其制备方法与锂电池及其正极
WO2021208542A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 深圳市海鸿新能源技术有限公司 导电膜及极片
CN113826248A (zh) * 2019-10-15 2021-12-21 株式会社Lg新能源 包括具有通孔的金属板和填充通孔的多孔增强材料的电池集流体以及包括其的二次电池
WO2022000308A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 宁德新能源科技有限公司 一种双极性集流体、电化学装置及电子装置
CN114041219A (zh) * 2021-03-30 2022-02-11 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、电化学装置以及电子装置
CN114204039A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 天能帅福得能源股份有限公司 一种新型微孔复合箔材及其制备方法
WO2022061611A1 (zh) * 2020-09-23 2022-03-31 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、电极极片及电化学装置
CN114335557A (zh) * 2021-11-30 2022-04-12 蜂巢能源科技有限公司 复合箔材及制备方法、集流体和锂离子电池
WO2022147961A1 (zh) * 2021-01-11 2022-07-14 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电薄膜、导电薄膜的制备方法及锂离子电池
CN115810874A (zh) * 2022-07-11 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种隔离膜、其制备方法及包含其的二次电池和用电装置
WO2024011529A1 (zh) * 2022-07-14 2024-01-18 扬州纳力新材料科技有限公司 复合集流体及其制备方法和应用
WO2024103980A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体以及包括该集流体的电极片和电化学装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7220313B2 (ja) * 2021-02-01 2023-02-09 本田技研工業株式会社 電極および蓄電デバイス
CN113066956B (zh) * 2021-03-17 2022-06-10 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及电子装置
CN113224315A (zh) * 2021-05-12 2021-08-06 蜻蜓实验室(深圳)有限公司 集流体及锂电池
CN113422066B (zh) * 2021-06-30 2023-03-14 蜻蜓实验室(深圳)有限公司 集流体、电极片及锂离子电池
CN113471630B (zh) * 2021-06-30 2023-10-10 宁德新能源科技有限公司 卷绕式电芯及电池
CN113697789A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 江苏理工学院 一种碳包覆磷酸钛钠复合材料及负极极片的制备方法
CN114300689A (zh) * 2022-01-13 2022-04-08 华中科技大学 一种集流体、锂离子电池及其制备方法
CN114883574B (zh) * 2022-04-25 2023-11-03 江阴纳力新材料科技有限公司 复合集流体及其制备方法、电极极片和二次电池
CN115810759A (zh) * 2022-10-17 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 柔性复合集流体及其制备方法、极片和电池
CN117894997B (zh) * 2024-03-14 2024-05-17 常州欣盛半导体技术股份有限公司 铜复合铜集流体结构及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120315537A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Yardney Technical Products Inc. Composite current collector, methods of manufacture thereof, and articles including the same
CN103003992A (zh) * 2010-03-11 2013-03-27 丰田自动车株式会社 集电体及其制造方法以及电池及其制造方法
CN104078686A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 Sk新技术株式会社 用于二次电池的集电器以及包含其的二次电池
CN108281608A (zh) * 2018-02-07 2018-07-13 深圳前海优容科技有限公司 电极片、电池芯及电池
CN108550859A (zh) * 2018-05-21 2018-09-18 珠海光宇电池有限公司 多孔集流体及其制备方法和锂电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1048562A (ja) 1996-07-30 1998-02-20 Asahi Glass Co Ltd ホログラフィック表示装置
CN108110257A (zh) 2017-12-29 2018-06-01 暨南大学 一种双极性集流体及由其组装的双极性固态锂二次电池
CN108390068A (zh) 2018-02-09 2018-08-10 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种双极性集流体及其制备方法
CN110247057A (zh) * 2018-03-30 2019-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种集流体，其极片和电化学装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103003992A (zh) * 2010-03-11 2013-03-27 丰田自动车株式会社 集电体及其制造方法以及电池及其制造方法
US20120315537A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Yardney Technical Products Inc. Composite current collector, methods of manufacture thereof, and articles including the same
CN104078686A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 Sk新技术株式会社 用于二次电池的集电器以及包含其的二次电池
CN108281608A (zh) * 2018-02-07 2018-07-13 深圳前海优容科技有限公司 电极片、电池芯及电池
CN108550859A (zh) * 2018-05-21 2018-09-18 珠海光宇电池有限公司 多孔集流体及其制备方法和锂电池

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112242499A (zh) * 2019-07-19 2021-01-19 宁德新能源科技有限公司 电芯及具有所述电芯的电池
CN110739461A (zh) * 2019-09-05 2020-01-31 东莞市烯热材料科技有限公司 一种新型锂离子正负两极用类石墨烯导热复合集流体
JP2022523812A (ja) * 2019-10-15 2022-04-26 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 貫通ホールが形成された金属プレートと貫通ホールを充填する多孔性補強材を含む電池用集電体及びそれを含む二次電池
CN113826248A (zh) * 2019-10-15 2021-12-21 株式会社Lg新能源 包括具有通孔的金属板和填充通孔的多孔增强材料的电池集流体以及包括其的二次电池
JP7351918B2 (ja) 2019-10-15 2023-09-27 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 貫通ホールが形成された金属プレートと貫通ホールを充填する多孔性補強材を含む電池用集電体及びそれを含む二次電池
EP3916861A4 (en) * 2019-10-15 2022-06-08 LG Energy Solution, Ltd. CURRENT COLLECTOR FOR BATTERY COMPRISING A METALLIC PLATE PROVIDED WITH THROUGH-HOLES AND A POROUS REINFORCING MATERIAL FILLING THE THROUGH-HOLES, AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME
CN111048788A (zh) * 2019-12-26 2020-04-21 珠海冠宇电池有限公司 一种集流体及其制备方法和应用
CN111430671A (zh) * 2019-12-26 2020-07-17 蜂巢能源科技有限公司 双极性极片及制备方法、锂离子电池及制备方法
CN111430671B (zh) * 2019-12-26 2022-06-21 蜂巢能源科技有限公司 双极性极片及制备方法、锂离子电池及制备方法
WO2021208542A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 深圳市海鸿新能源技术有限公司 导电膜及极片
WO2022000308A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 宁德新能源科技有限公司 一种双极性集流体、电化学装置及电子装置
CN113330602A (zh) * 2020-08-31 2021-08-31 宁德新能源科技有限公司 极片、电化学装置和电子装置
WO2022061611A1 (zh) * 2020-09-23 2022-03-31 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、电极极片及电化学装置
CN112290032A (zh) * 2020-11-20 2021-01-29 江西安驰新能源科技有限公司 一种新型锂电池集流体及其锂离子电池
JP2023512378A (ja) * 2021-01-11 2023-03-27 重慶金美新材料科技有限公司 導電性フィルム、導電性フィルムの製造方法及びリチウムイオン電池
JP7343697B2 (ja) 2021-01-11 2023-09-12 重慶金美新材料科技有限公司 導電性フィルム、導電性フィルムの製造方法
WO2022147961A1 (zh) * 2021-01-11 2022-07-14 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电薄膜、导电薄膜的制备方法及锂离子电池
CN112768701A (zh) * 2021-01-21 2021-05-07 广东海洋大学 一种复合正极极片和可充电固态电池
CN112864399B (zh) * 2021-02-08 2024-05-10 澳门大学 集流体及其制备方法、锌负极及其制备方法和应用
CN112864399A (zh) * 2021-02-08 2021-05-28 澳门大学 集流体及其制备方法、锌负极及其制备方法和应用
CN113066958A (zh) * 2021-03-22 2021-07-02 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体及其应用
WO2022204934A1 (zh) * 2021-03-30 2022-10-06 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、电化学装置以及电子装置
CN114041219A (zh) * 2021-03-30 2022-02-11 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、电化学装置以及电子装置
CN113113620B (zh) * 2021-04-16 2022-11-11 峰特(浙江)新材料有限公司 一种碱性锌-铁液流电池的制备方法
CN113113620A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 龙泉市强宏环保科技有限公司 一种碱性锌-铁液流电池的制备方法
CN113314696A (zh) * 2021-05-19 2021-08-27 Oppo广东移动通信有限公司 电极极片、制备方法、复合集流体、电池及电子设备
CN113451586A (zh) * 2021-05-27 2021-09-28 天津国安盟固利新材料科技股份有限公司 一种二次电池的电极片、二次电池及其制备方法
CN113488658A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种锂电池正极集流体及其制备方法与锂电池及其正极
CN114335557A (zh) * 2021-11-30 2022-04-12 蜂巢能源科技有限公司 复合箔材及制备方法、集流体和锂离子电池
CN114335557B (zh) * 2021-11-30 2023-07-14 蜂巢能源科技有限公司 复合箔材及制备方法、集流体和锂离子电池
CN114204039A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 天能帅福得能源股份有限公司 一种新型微孔复合箔材及其制备方法
CN115810874A (zh) * 2022-07-11 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种隔离膜、其制备方法及包含其的二次电池和用电装置
WO2024011529A1 (zh) * 2022-07-14 2024-01-18 扬州纳力新材料科技有限公司 复合集流体及其制备方法和应用
WO2024103980A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体以及包括该集流体的电极片和电化学装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20200313155A1 (en) 2020-10-01
US11211594B2 (en) 2021-12-28
CN109994740B (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109994740A (zh) 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置
US20200313198A1 (en) Composite current collector and composite electrode and electrochemical device including the same
CN113471445B (zh) 负极极片与包含其的电化学装置及电子装置
CN108428867B (zh) 快充型锂离子电池及其制备方法
CN109802083B (zh) 电化学装置
KR102014983B1 (ko) 양극 및 이를 채용한 리튬 전지
CN106229447A (zh) 一种锂离子电池
CN110416543A (zh) 负极材料及包含其的电化学装置和电子装置
JP7177921B2 (ja) 負極に用いられる組成物、並びにこれを含む保護膜、負極及び装置
JP2022009746A (ja) リチウム二次電池用正極活物質およびこれを含むリチウム二次電池
CN115104222B (zh) 一种电极组件及包含其的电化学装置和电子装置
CN106532054B (zh) 包括离散氧化铝纳米材料的正电极以及形成氧化铝纳米材料的方法
CN109997252A (zh) 电极和包含其的锂二次电池
CN113471406B (zh) 负极极片与包含其的电化学装置
CN101154750A (zh) 高倍率凝胶聚合物锂离子动力电池及其制造方法
KR20140016809A (ko) 적층 구조 전지
CN109417167A (zh) 用于锂离子电池的包覆钛酸锂
CN115939307A (zh) 一种极片、二次电池及包含其的用电装置
CN113725424B (zh) 一种无钴正极材料及其制备方法和应用
CN110783528A (zh) 一种锂电池及其制备方法
CN202839842U (zh) 一种倍率型锂离子电池
CN115088127B (zh) 电化学装置
WO2024000095A1 (zh) 负极极片、二次电池、电池模组、电池包及用电装置
US20220320484A1 (en) Electrochemical device and electronic device
WO2021195881A1 (zh) 负极极片与包含其的电化学装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant