CN111048790A - 一种集流体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种集流体及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111048790A
CN111048790A CN201911368950.9A CN201911368950A CN111048790A CN 111048790 A CN111048790 A CN 111048790A CN 201911368950 A CN201911368950 A CN 201911368950A CN 111048790 A CN111048790 A CN 111048790A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current collector
film layer
composite film
thickness
tested
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
CN201911368950.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111048790B (zh
Inventor
赵伟
李素丽
李俊义
徐延铭
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.)
Zhuhai Coslight Battery Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Coslight Battery Co 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 Zhuhai Coslight Battery Co Ltd filed Critical Zhuhai Coslight Battery Co Ltd
Priority to CN201911368950.9A priority Critical patent/CN111048790B/zh
Publication of CN111048790A publication Critical patent/CN111048790A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111048790B publication Critical patent/CN111048790B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01M4/64—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
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

本发明提供了一种集流体及其制备方法和应用。本发明提供了一种集流体，所述集流体包括复合膜层以及设置于所述复合膜层上表面和下表面的金属层；其中，所述复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料。本发明提供的集流体及其制备方法，采用复合膜层作为集流体的基底，其中，复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。

Description

一种集流体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种集流体及其制备方法和应用。
背景技术
由于锂离子电池具有能量密度高、功率密度高的特点，因此其应用前景十分广阔，例如，在消费类电子产品、电动交通工具以及储能等领域中，锂离子电池已经得到广泛的应用。常规的锂离子电池集流体采用金属箔材，正极通常用金属铝箔，负极通常用金属铜箔，该种常规的锂离子电池在一些滥用条件下(如针刺、挤压、撞击等)，电池内部会发生短路引发安全事故，给锂离子电池的使用造成了极大的安全隐患。
目前，已研制出一种可提高锂离子电池安全性能的集流体，具体是在由聚合物为原料制成的薄膜层上、下表面设置金属层，虽然该集流体可以在一定程度上提高锂离子电池的安全性能，但是包含此类集流体的锂离子电池的倍率性能往往不高。
因此，如何能够兼顾锂离子电池的安全性能和倍率性能受到越来越多的关注。
发明内容
本发明提供一种集流体及其制备方法，用于解决现有技术中的锂离子电池无法兼顾安全性能和倍率性能的问题。
本发明提供一种集流体，所述集流体包括复合膜层以及设置于所述复合膜层上表面和下表面的金属层；
其中，所述复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料。
图1为本发明提供的集流体剖面结构示意图，如图1所示，该集流体包括复合膜层1以及设置于复合膜层1上表面和下表面的金属层2，复合膜层用于承载其上表面和下表面的金属层，降低了集流体的重量，提高电池能量密度。其中，复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料3，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；半导体粉体材料3均匀分布在复合膜层1中，使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
将本发明提供的复合膜层采用ASTM F390-2011标准上的测试方法测量其电阻，其常温(25℃)方块电阻R1均满足：49.8Ω/sq≤R1≤1010Ω/sq。在具体实施方式中，所述半导体粉体材料选自硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、氮化钛、氮化铝、氮化硼、氧化铜、掺杂型碳化硅、氧化锌、掺杂型氧化锌、二氧化锡、掺杂型二氧化锡、二氧化钛、掺杂型二氧化钛、氧化锆、掺杂型氧化锆、氧化镁、掺杂型氧化镁、氧化钴、掺杂型氧化钴、氧化镍、掺杂型氧化镍、三氧化二铁、四氧化三铁、钛酸钡、掺杂型钛酸钡、石墨型氮化碳中的一种或多种。
通过选择合适的半导体粉体材料可进一步降低复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1，进一步地，复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1满足：100Ω/sq≤R1≤108Ω/sq。
由于半导体粉体材料本身导电性能不同，选择导电性能较好的半导体粉体材料可降低复合膜层的电阻，例如：硅作为半导体粉体材料时，复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1通常在108Ω/sq～109Ω/sq内，而选择氮化钛、掺杂型碳化硅、掺杂型钛酸钡或氧化铜为半导体粉体材料时，复合膜层的电阻可降低至105Ω/sq～106Ω/sq，甚至小于103Ω/sq。
除去半导体粉体材料种类的影响，半导体粉体材料的粒径也会影响复合膜层的性能。具体的，所述半导体粉体材料的粒径为10～1000nm。
出于对锂离子电池的安全性能和倍率性能的综合考量，所述半导体粉体材料的质量为所述复合膜层质量的0.1％～9％。
在本发明提供的集流体中，聚合物作为复合膜层的基底材料，可以在锂离子电池内部发生短路时切断电流，在一定程度上改善了电池的安全性能。
进一步地，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、硅橡胶聚苯醚中的一种或多种。
本领域技术人员可自行选择具体的半导体粉体材料和聚合物并在上述范围内合理配比，并将半导体粉体材料和聚合物混合得到的浆液进行挤出成型处理，得到该复合膜层。
为了保证集流体的重量和锂离子电池的性能，需要在挤出成型处理时控制复合膜层的厚度。在一种具体实施方式中，可以控制复合膜层的厚度为1～15μm；进一步地，复合膜层的厚度为3～10μm。
在得到复合膜层后，需要在该复合膜层的上表面和下表面设置金属层，具体的，金属层选自铝、铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金、铝锆合金中一种或多种。
本领域技术人员可依据现有技术在复合膜层的上表面和下表面设置金属层，具体的，可以选自机械压合、粘结、气相沉积、化学蒸镀、电镀中的一种或多种。
其中，气相沉积法可选择物理气相沉积法，物理气相沉积法可选择蒸发法、溅射法中的一种或多种，蒸发法可选择真空蒸镀法、热蒸发法、电子束蒸发法中的一种或多种，溅射法可选择磁控溅射法。
同样，在设置金属层时需要控制金属层的厚度。在一种具体实施方式中，金属层厚度为0.1～5μm；进一步地，金属层的厚度为0.5～2μm。
本发明可以选用常温(25℃)方块电阻R2满足0.002Ω/sq≤R2≤29.8Ω/sq的金属层与上复合膜层进行组合，得到本发明的集流体。
经实验发现，当金属层的常温(25℃)方块电阻R2满足：0.01Ω/sq≤R2≤0.48Ω/sq时，有利于进一提高集流体的综合性能。
本发明提供了一种集流体，包括复合膜层以及设置于复合膜层上表面和下表面的金属层，其中，复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
另一方面，本发明还提供了一种集流体的制备方法，包括如下步骤：
1)对含有聚合物和半导体粉体材料的浆液，进行挤出、成型处理，得到所述复合膜层；
2)在所述复合膜层的上表面和下表面设置金属层，得到所述集流体。
本发明提供了一种集流体的制备方法，首先对含有聚合物和半导体粉体材料的浆液进行挤出、成型处理，得到该复合膜层；其次，在复合膜层的上表面和下表面设置金属层，得到该集流体。根据上述制备方法得到的集流体，由于复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
将通过上述方法制备得到的复合膜层采用ASTM F390-2011标准上的测试方法测量其电阻，其常温(25℃)方块电阻R1满足：49.8Ω/sq≤R1≤1010Ω/sq。半导体粉体材料以及聚合物的种类与用量与前述相同，此处不再赘述。
为了进一步提高集流体的综合性能，可对半导体粉体材料的种类、粒径大小、质量分数等进行选择控制，例如：氮化钛、掺杂型碳化硅、掺杂型钛酸钡或氧化铜的导电性能较好，制备出的复合膜层电阻较低；选择半导体粉体材料的粒径在100～500nm内以及控制半导体粉体材料的质量分数为0.5％～5％。
为了保证集流体的重量和锂离子电池的性能，需要在挤出、成型处理时控制复合膜层的厚度。具体的，可以控制复合膜层的厚度为1～15μm；进一步地，复合膜层的厚度为3～10μm。
在一种实施方式中，步骤1)中，通过对所述聚合物和所述半导体粉体材料熔融混炼得到所述浆液。
在按照上述方式得到复合膜层后，再通过机械压合、粘结、气相沉积、化学蒸镀、电镀中的至少一种方式在所述复合膜层的上表面和下表面设置金属层。
具体的，气相沉积法可选择物理气相沉积法，物理气相沉积法可选择蒸发法、溅射法中的一种或多种，蒸发法可选择真空蒸镀法、热蒸发法、电子束蒸发法中的一种或多种，溅射法可选择磁控溅射法。
其中，金属层的材料和厚度与前述相同，此处不再赘述。
通过本发明提供的集流体的制备方法，首先对含有聚合物和半导体粉体材料的浆液进行挤出、成型处理，得到该复合膜层；其次，在复合膜层的上表面和下表面设置金属层，得到该集流体。根据上述制备方法得到的集流体，由于复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体粉体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
再一方面，本发明还提供了一种锂离子电池，包括上述任一所述的集流体或上述任一所述的制备方法得到的集流体。
本发明提供的锂离子电池，本领域技术人员可将本申请提供的集流体结合现有的锂离子电池制备工艺制备得到，其集流体包括复合膜层以及设置于复合膜层上表面和下表面的金属层，并且复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料。聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、采用复合膜层承载金属层，降低了集流体的重量，有利于提高电池能量密度；
2、复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料，聚合物可在集流体发生短路时切断电流，提高锂离子电池的安全性能；而半导体粉体材料使复合膜层具备了半导体的性质，提高了复合膜层的电子传导性能，使得锂离子电池可以兼顾安全性能和倍率性能。
附图说明
图1为本发明提供的集流体剖面结构示意图；
1：复合膜层；2：金属层；3、半导体粉体材料。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明各实施例所采用的聚合物的分子量为：
聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，平均分子量为31000；聚丙烯PP，平均分子量为400000；聚酰亚胺PI，平均分子量45000；聚氯乙烯PVC，平均分子量为120000；聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，平均分子量为38000。
制备锂离子电池所使用的聚乙烯(PE)多孔隔膜为上海恩捷新材料科技有限公司生产的湿法聚乙烯多孔隔膜ND12，厚度12μm；锂离子电池电解液为深圳新宙邦科技股份有限公司的LBC445B33型号电解液。
实施例1
本实施例提供的集流体，复合膜层由99份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和1份硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.17*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z1，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F1，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例2
本实施例提供的集流体，复合膜层由99份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和1份硅得到，其中，硅的粒径为100nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.62*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z2，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F2，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例3
本实施例提供的集流体，复合膜层由99份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和1份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为2.31*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z3，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F3，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例4
本实施例提供的集流体，复合膜层由99份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和1份硅得到，其中，硅的粒径为1000nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为2.59*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z4，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F4，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例5
本实施例提供的集流体，复合膜层由99.9份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和0.1份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.00*1010Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z5，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F5，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例6
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为5.61*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z6，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F6，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例7
本实施例提供的集流体，复合膜层由91份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和9份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.11*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z7，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F7，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例8
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.37*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体Z8，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体F8，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例9
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为10μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.69*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为14μm集流体Z9，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为14μm集流体F9，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例10
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为1μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.70*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为5μm集流体Z10，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为5μm集流体F10，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例11
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.37*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为15μm集流体Z11，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.0566Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为15μm集流体F11，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.0035Ω/sq。
实施例12
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份聚对苯二甲酸乙二醇PET和5份硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.37*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为5.2μm集流体Z12，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.283Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为5.2μm集流体F12，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.175Ω/sq。
实施例13
本实施例提供的正极集流体材料，复合膜层由99.5份聚丙烯PP和0.5份氮化钛得到，其中，氮化钛的粒径为100nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属银层用作正极集流体材料。
该正极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.17*106Ω/sq。
2)通过化学镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为5.2μm集流体Z13，用作正极集流体材料；
经测试该金属银层的常温(25℃)方块电阻R2为0.159Ω/sq。
本实施例提供的负极集流体材料，复合膜层由99.5份聚丙烯PP和0.5份掺杂型氧化锌得到，其中，掺杂型氧化锌的粒径为100nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属银层用作负极集流体材料。
该负极集流体材料可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为49.8Ω/sq。
2)通过化学镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为5.2μm集流体F13，用作负极集流体材料；
经测试该金属银层的常温(25℃)方块电阻R2为0.159Ω/sq。
实施例14
本实施例提供的正极集流体材料，复合膜层由99.4份的聚酰亚胺PI和0.6份掺杂型碳化硅得到，其中，掺杂型碳化硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置不锈钢层用作正极集流体材料。
该正极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为409.1Ω/sq。
2)通过机械压合法在复合膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体Z14，用作正极集流体材料；
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.144Ω/sq。
本实施例提供的负极集流体材料，复合膜层由99.4份聚酰亚胺PI和0.6份石墨型氮化碳得到，其中，石墨型氮化碳的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属不锈钢层用作负极集流体材料。
该负极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为5.29*104Ω/sq。
2)通过机械压合法在复合膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体F14，用作负极集流体材料；
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.144Ω/sq。
实施例15
本实施例提供的正极集流体材料，复合膜层由99份聚氯乙烯PVC和1份掺杂型钛酸钡得到，其中，掺杂型钛酸钡的粒径为800nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置不锈钢层用作正极集流体材料。
该正极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为4.03*105Ω/sq。
2)通过粘结法在复合膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为11μm集流体Z15，用作正极集流体材料；
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.24Ω/sq。
本实施例提供的负极集流体材料，复合膜层由99份聚氯乙烯PVC和1份二氧化锡得到，其中，二氧化锡的粒径为800nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属镍层用作负极集流体材料。
该负极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为100Ω/sq。
2)通过粘结法在复合膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属镍层，即可得到总厚度为11μm集流体F15，用作负极集流体材料；
经测试该金属镍层的常温(25℃)方块电阻R2为0.0241Ω/sq。
实施例16
本实施例提供的正极集流体材料，复合膜层由98份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和2份氧化铜得到，其中，氧化铜的粒径为900nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料。
该正极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为886.3Ω/sq。
2)通过气相沉积法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体Z16，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
本实施例提供的负极集流体材料，复合膜层由98份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和2份四氧化三铁得到，其中，四氧化三铁的粒径为900nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该负极集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为9898Ω/sq。
2)通过气相沉积法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属镍层，即可得到总厚度为9μm集流体F16，用作负极集流体材料；
经测试该金属镍层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例17
本实施例提供的正极集流体使用10μm铝箔，得到集流体Z17；
本实施例提供的负极集流体材料，复合膜层由95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份的硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
本实施例提供的负极集流体按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为10μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.69*108Ω/sq。
2)通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为14μm集流体F17，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
对比例1
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PET膜层。
经测试该PET膜层的常温(25℃)方块电阻R1为5.12*1020Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A1，用作正极集流体材料。
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体D1，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
对比例2
1)将100份聚丙烯PP熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PP膜层。
经测试该PP膜层的常温(25℃)方块电阻R1为7.03*1025Ω/sq。
2)通过化学镀法在PP膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为5.2μm集流体A2，用作正极集流体材料。
经测试该金属银层的常温(25℃)方块电阻R2为0.159Ω/sq。
通过化学镀法在PP膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为5.2μm集流体D2，用作负极集流体材料。
经测试该金属银层的常温(25℃)方块电阻R2为0.159Ω/sq。
对比例3
1)将100份聚酰亚胺PI熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PI膜层。
经测试该PI膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.44*1023Ω/sq。
2)通过机械压合法在PI膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体A3，用作正极集流体材料。
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.144Ω/sq。
通过机械压合法在PI膜层上表面和下表面分别镀上5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体D3，用作负极集流体材料。
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.0.144Ω/sq。
对比例4
1)将100份聚氯乙烯PVC熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PVC膜层。
经测试该PVC膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.76*1018Ω/sq。
2)通过粘结法在PVC膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为11μm集流体A4，用作正极集流体材料。
经测试该不锈钢层的常温(25℃)方块电阻R2为0.24Ω/sq。
通过粘结法在PVC膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属镍层，即可得到总厚度为11μm集流体D4，用作负极集流体材料。
经测试该金属镍层的常温(25℃)方块电阻R2为0.0241Ω/sq。
对比例5
1)将100份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PBT膜层。
经测试该PBT膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.93*1020Ω/sq。
2)通过气相沉积法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A5，用作正极集流体材料。
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过气相沉积法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体D5，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
对比例6
本对比例提供的正极集流体使用10μm铝箔，得到集流体A6；
本对比例提供的负极集流体使用8μm铜箔，得到集流体D6。
对比例7
本对比例提供的正极集流体使用10μm铝箔，得到集流体A8；
本对比例提供的负极集流体按如下方法制备：
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PET膜层。
经测试该PET膜层的常温(25℃)方块电阻R1为5.12*1020Ω/sq。
2)通过电镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体D8，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R1为0.00875Ω/sq。
将上述实施例1-17以及对比例1-7得到的正极和负极集流体材料，按照常规的锂离子电池制备工艺，制备得到锂离子电池。其制备工艺具体为：
1、正极极片的制备
将97份钴酸锂正极、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
2、负极极片的制备
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
3、锂离子电池的制备
将实施例1-17和对比例1-7制备得到的集流体材料使用上述方法得到的正极片与负极片搭配聚乙烯(PE)多孔隔膜、锂离子电池电解液通过锂离子电池常规制备工艺制备成锂离子电池，其中，正极片的压实密度为4.16g/cm3，负极片的压实密度为1.7g/cm3。
将实施例1-17及对比例1-7提供的集流体并结合上述方法制备得到的锂离子电池充满电后测试其内阻以及倍率性能：具体的，通过内阻测试仪，对被测对象施加1KHz交流信号，测量其交流压降而获得其内阻，以及将锂离子电池在25℃、0.2C下充满电，然后在25℃、3C下放电至电池下限电压，计算容量保持率而获得其倍率性能；测试电池的针刺、加热及过充这3项安全测试：具体的，每组电池平行测10只电池，计算通过率，测试方法参照GB/T31485-2015标准。其测试结果如表1所示。
表1：实施例1-17以及对比例1-7提供的锂离子电池的倍率性能和安全性能测试结果
Figure BDA0002339157210000191
Figure BDA0002339157210000201
实施例18：
本实施例提供的集流体，复合膜层由99份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和1份硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为3μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.17*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体Z18，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为7μm集流体F18，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
对比例8
本对比例提供的正极集流体使用10μm铝箔，得到集流体A8；
本对比例提供的负极集流体使用8μm铜箔，得到集流体D8。
将实施例18和对比例8得到的集流体制备得到锂离子电池，其中正极使用镍钴锰三元材料(NCM811)作为正极，负极使用80％石墨+20％硅材料作为负极，其他与实施例1-17和对比例1-7的材料方法均相同，制备得到锂离子电池，其中，正极片的压实密度为3.71g/cm3，负极片的压实密度为1.68g/cm3。按照相同的标准和方法测试得到的锂离子电池，测试结果见表2。
实施例19
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份的硅得到，其中，硅的粒径为500nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为3.37*108Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体Z19，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
通过电镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体F19，用作负极集流体材料。
经测试该金属铜层的常温(25℃)方块电阻R2为0.00875Ω/sq。
实施例20
本实施例提供的集流体，复合膜层由95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和5份的硅得到，其中，硅的粒径为10nm，并且在该复合膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该复合膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
本实施例提供的正极集流体按如下方法制备：
1)将上述复合膜层的原料熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为1μm的复合膜层。
经测试该复合膜层的常温(25℃)方块电阻R1为1.70*109Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在复合膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为5μm集流体Z20，用作正极集流体材料；
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
本实施例提供的负极集流体使用8μm铜箔，得到集流体F20。
对比例9
本对比例提供的正极集流体使用10μm铝箔，得到集流体A9；
本对比例提供的负极集流体使用8μm铜箔，得到集流体D9。
对比例10
本对比例提供的正极集流体按如下方法制备：
1)将100份的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET熔融混炼得到浆液，并通过挤出设备挤出成型后得到厚度为5μm的PET膜层。
经测试该PET膜层的常温(25℃)方块电阻R1为5.12*1020Ω/sq。
2)通过真空蒸镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A10，用作正极集流体材料。
经测试该金属铝层的常温(25℃)方块电阻R2为0.01415Ω/sq。
本对比例提供的负极集流体使用8μm铜箔，得到集流体D10。
将实施例19-20和对比例9-10得到的集流体制备得到锂离子电池，其中正极使用镍钴锰三元材料(NCM622)作为正极，负极使用石墨材料作为负极，制备得到锂离子电池，其中，正极片的压实密度为3.73g/cm3，负极片的压实密度为1.7g/cm3。按照相同的标准和方法测试得到的锂离子电池，测试结果见表2。
表2实施例18-20以及对比例8-10提供的锂离子电池的倍率性能和安全性能测试结果
Figure BDA0002339157210000221
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括复合膜层以及设置于所述复合膜层上表面和下表面的金属层；
其中，所述复合膜层包括聚合物和半导体粉体材料。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述半导体粉体材料选自硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、氮化钛、氮化铝、氮化硼、氧化铜、掺杂型碳化硅、氧化锌、掺杂型氧化锌、二氧化锡、掺杂型二氧化锡、二氧化钛、掺杂型二氧化钛、氧化锆、掺杂型氧化锆、氧化镁、掺杂型氧化镁、氧化钴、掺杂型氧化钴、氧化镍、掺杂型氧化镍、三氧化二铁、四氧化三铁、钛酸钡、掺杂型钛酸钡、石墨型氮化碳中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述半导体粉体材料的粒径为10～1000nm。
4.根据权利要求3所述的集流体，其特征在于，所述半导体粉体材料的粒径为100～500nm。
5.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述半导体粉体材料的质量为所述复合膜层质量的0.1％～9％。
6.根据权利要求5所述的集流体，其特征在于，所述半导体粉体材料的质量为所述复合膜层质量的0.5％～5％。
7.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述的聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、酚醛树脂、聚氨酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、硅橡胶聚苯醚中的一种或多种。
8.一种集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)对含有聚合物和半导体粉体材料的浆液，进行挤出、成型处理，得到所述复合膜层；
2)在所述复合膜层的上表面和下表面设置金属层，得到所述集流体。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，通过对所述聚合物和所述半导体粉体材料熔融混炼得到所述浆液。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的集流体或权利要求8-9任一所述的制备方法得到的集流体。
CN201911368950.9A 2019-12-26 2019-12-26 一种集流体及其制备方法和应用 Active CN111048790B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911368950.9A CN111048790B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种集流体及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911368950.9A CN111048790B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种集流体及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111048790A true CN111048790A (zh) 2020-04-21
CN111048790B CN111048790B (zh) 2022-03-01

Family

ID=70240198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911368950.9A Active CN111048790B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种集流体及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111048790B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN114335561A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 上海恩捷新材料科技有限公司 一种极性集流体及其制备方法
WO2022100218A1 (zh) * 2020-11-16 2022-05-19 Oppo广东移动通信有限公司 集流体、电池及电子设备
CN115084536A (zh) * 2022-07-14 2022-09-20 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
WO2023082036A1 (zh) * 2021-11-09 2023-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置
CN116845256A (zh) * 2023-08-30 2023-10-03 中石油深圳新能源研究院有限公司 电池阳极及其制备方法、燃料电池、电池组件
WO2023216348A1 (zh) * 2022-05-13 2023-11-16 扬州纳力新材料科技有限公司 二次电池的高导热集流体及其制备方法
WO2024011537A1 (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

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216703A (zh) * 2018-09-06 2019-01-15 珠海光宇电池有限公司 一种柔性多孔集流体及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216703A (zh) * 2018-09-06 2019-01-15 珠海光宇电池有限公司 一种柔性多孔集流体及其制备方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022100218A1 (zh) * 2020-11-16 2022-05-19 Oppo广东移动通信有限公司 集流体、电池及电子设备
WO2023082036A1 (zh) * 2021-11-09 2023-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置
US11784312B1 (en) 2021-11-09 2023-10-10 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Current collector and preparation method thereof, secondary battery, battery module, battery pack, and electric apparatus
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
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
WO2023123752A1 (zh) * 2021-12-27 2023-07-06 上海恩捷新材料科技有限公司 一种极性集流体及其制备方法
CN114335561B (zh) * 2021-12-27 2023-09-01 上海恩捷新材料科技有限公司 一种极性集流体及其制备方法
CN114335561A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 上海恩捷新材料科技有限公司 一种极性集流体及其制备方法
WO2023216348A1 (zh) * 2022-05-13 2023-11-16 扬州纳力新材料科技有限公司 二次电池的高导热集流体及其制备方法
CN115084536A (zh) * 2022-07-14 2022-09-20 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
WO2024011537A1 (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
CN115084536B (zh) * 2022-07-14 2024-04-12 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
CN116845256A (zh) * 2023-08-30 2023-10-03 中石油深圳新能源研究院有限公司 电池阳极及其制备方法、燃料电池、电池组件
CN116845256B (zh) * 2023-08-30 2023-11-24 中石油深圳新能源研究院有限公司 电池阳极及其制备方法、燃料电池、电池组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN111048790B (zh) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111048790B (zh) 一种集流体及其制备方法和应用
CN105742613B (zh) 一种负极极片和锂离子电池
CN111048788B (zh) 一种集流体及其制备方法和应用
EP2713432B1 (en) Novel polymer electrolyte and lithium secondary battery including same
US8709663B2 (en) Current collector for lead acid battery
CN111048789B (zh) 一种集流体及其制备方法和应用
WO1997008763A1 (en) Cell and production method thereof
KR101723994B1 (ko) 분리막, 분리막의 제조 방법, 이를 포함하는 리튬 폴리머 이차 전지, 및 이를 이용한 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법
EP2706605B1 (en) Electrode assembly having a novel structure and secondary battery using same
WO1998033227A1 (fr) Batterie electrolytique organique
CN110085869B (zh) 导电集流体及其制备方法、电池极片及锂电池
CN110459773B (zh) 一种锂离子电池极片浆料、极片及其制备方法和应用
KR20210007273A (ko) 복합 음극활물질, 이를 포함한 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN113611872A (zh) 电极极片、含有该电极极片的二次电池、电池模块、电池包及用电装置
JP2010282873A (ja) リチウム二次電池およびその製造方法
CN109167099A (zh) 一种高安全的电池及其制备方法
JP4792618B2 (ja) リチウム二次電池負極用炭素質粒子、その製造方法、リチウム二次電池負極及びリチウム二次電池
JP3109460B2 (ja) イオン伝導性高分子組成物、その製造方法及びポリマー電池
KR20170084307A (ko) 전기 디바이스
CN112952104A (zh) 一种新型负极集流体及其组成的负极和锂离子电池
KR100280252B1 (ko) 유기 전해질 전지
CN112151853B (zh) 一种具有熔融重组特性的电池极片及包含其的锂离子电池
CN211556039U (zh) 一种集流体和二次电池
JP2920079B2 (ja) 有機電解質電池
CN218351505U (zh) 一种复合集流体、电极极片及电池

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
CB02 Change of applicant information

Address after: 519180 No. 209 Pearl Peak Avenue, Jingan Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province

Applicant after: Zhuhai Guanyu Battery Co., Ltd

Address before: 519180 No. 209 Pearl Peak Avenue, Jingan Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province

Applicant before: ZHUHAI COSLIGHT BATTERY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant