CN111900413B - 一种集流体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集流体及其制备方法和应用。该集流体包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层之间包括至少一个第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域在第一方向上间隔分布；所述第一区域设置有聚合物层，所述聚合物层通过粘结层分别与所述第一金属层和第二金属层粘结。本发明的集流体不仅焊接良率高，能够有效节约锂离子电池的生产成本，更能够降低锂离子电池的内阻，使锂离子电池的循环性能和安全性能得到显著的提升。

Description

一种集流体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种集流体及其制备方法和应用，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
常规锂离子电池的集流体多采用金属箔材，正极通常用金属铝箔，负极通常用金属铜箔，但是一旦在电池内部发生短路的情况下却无法切断电流，最终会导致热量聚集继而引发热失控。
近些年，有研究者采用一类新型的集流体替代常规的金属集流体。这类新型集流体通常采用不导电的聚合物薄膜做基底，在基底两侧通过真空蒸镀、电镀等方式镀一层金属。例如在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜两侧镀金属铝作为正极集流体，在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜两侧镀金属铜作为负极集流体。这些复合集流体取在一定程度上改善了电池的安全性能，同时也能降低集流体的重量，进一步提高电池的重量能量密度。
但是，在后续对集流体之间进行焊接或者在集流体与外接极耳进行焊接的过程中，会出现难以焊接或者焊接不良的技术难题，严重影响该复合集流体的实际推广应用。
发明内容
本发明提供一种集流体，通过对组成集流体的功能层进行结构设置，不仅降低了集流体的焊接难度，提高了焊接良率，还降低了焊接点的欧姆阻抗。
本发明还提供一种电极片，该电极片包括前述集流体，因此该电极片的内阻较低，有利于实现电池内部离子的高效传输。
本发明还提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括前述电解片，因此该锂离子电池的内阻较低，从而使循环寿命以及安全性能得到显著的提升。
本发明提供一种集流体，包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层之间包括至少一个第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域在第一方向上间隔分布；
所述第一区域设置有聚合物层，所述聚合物层通过粘结层分别与所述第一金属层和第二金属层粘结。
如上所述的集流体，其中，所述第一金属层和/或第二金属层的厚度为0.1-5μm。
如上所述的集流体，其中，所述聚合物层的厚度为1-15μm。
如上所述的集流体，其中，所述粘结层的厚度为0.01-3μm。
如上所述的集流体，其中，所述第一金属层和/或第二金属层的材料选自铝、铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种。
如上所述的集流体，其中，所述聚合物层的材料选自聚对苯二甲酸酯、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、聚苯醚中的至少一种。
如上所述的集流体，其中，所述粘结层的材料选自聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸树脂粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂、脲醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂、偶联剂中的至少一种。
如上所述的集流体，其中，在所述第一方向上，所述第一区域的长度大于等于所述第二区域的长度。
本发明还提供一种电极片，所述电极片包括上述任一项所述的集流体。
本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述所述的电极片。
本发明的集流体包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层之间包括至少一个第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域在第一方向上间隔分布；所述第一区域设置有聚合物层，所述聚合物层通过粘结层分别与所述第一金属层和第二金属层粘结。本发明中，与第二区域对应的第一金属层的表面和第二金属层的表面用于实现与极耳或其他集流体进行焊接，由于第二区域不含有聚合物层，因此不仅焊接可操作性高，也避免了由于聚合物的绝缘性导致的焊接点阻抗升高的现象。因此，本发明的集流体不仅焊接良率高，能够有效节约锂离子电池的生产成本，更能够降低锂离子电池的内阻，使锂离子电池的循环性能和安全性能得到显著的提升。
本发明的电极片包括上述集流体，因此该电极片能够实现极耳的高强度焊接，保证锂离子电池电流的正常输出；此外，该电极片具有较低的内阻，能够实现电池内部离子的高效传输。
本发明的锂离子电池包括上述电极片，因而具有由于的循环性能和安全性能。
附图说明
图1a为本发明集流体实施例一的结构示意图；
图1b为图1a集流体第一方向的截面图；
图2a为本发明集流体实施例二的结构示意图；
图2b为图2a集流体第一方向的截面图；
图3a为本发明集流体实施例三的结构示意图；
图3b为图3a集流体第一方向的截面图；
图4a为本发明集流体实施例四的结构示意图；
图4b为图4a集流体第一方向的截面图；
图5a为本发明集流体实施例五的结构示意图；
图5b为图5a集流体第一方向的截面图；
图6a为本发明集流体实施例六的结构示意图；
图6b为图6a集流体第一方向的截面图；
图7a为本发明集流体实施例七的结构示意图；
图7b为图7a集流体第一方向的截面图；
图8a为本发明对比例集流体的结构示意图；
图8b为图8a集流体第一方向的截面图。
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。
在本发明中，第一方向是指集流体的延伸方向(集流体卷的展开方向)或者纸面上与延伸方向垂直的方向。
图1a为本发明集流体实施例一的结构示意图，图1b为图1a集流体第一方向的截面图。如图1a和图1b所示，本实施例的集流体，包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，第一金属层1和第二金属层2之间包括至少一个第一区域3和至少一个第二区域4，第一区域3和第二区域4在第一方向A上间隔分布；第一区域3设置有聚合物层5，聚合物层5通过粘结层分别与第一金属层1和第二金属层2粘结。
聚合物层5与第一金属层1的之间的粘结层可以称为第一粘结层6，聚合物层5与第二金属层2的之间的粘结层可以称为第二粘结层7。
为了方便连续生产，通常会将集流体卷绕成卷，图1a即为部分展开的集流体卷。本发明的实施例一的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括一个第一区域3以及一个第二区域4。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b，其中，焊接区b用于进行极耳或者其他集流体的焊接，非焊接区a用于涂布电极活性层。
本发明的集流体不限制于图1a和图1b所示，还可以为下图所示。
图2a为本发明集流体实施例二的结构示意图，图2b为图2a集流体第一方向的截面图，图2a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图2a和图2b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括一个第一区域3以及两个第二区域4，且在第一方向A上按照第二区域4、第一区域3、第二区域4排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
图3a为本发明集流体实施例三的结构示意图，图3b为图3a集流体第一方向的截面图，图3a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图3a和图3b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括两个第一区域3以及一个第二区域4，且在第一方向A上按照第一区域3、第二区域4、第一区域3排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
图4a为本发明集流体实施例四的结构示意图，图4b为图4a集流体第一方向的截面图，图4a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图4a和图4b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括两个第一区域3以及两个第二区域4，且在第一方向A上按照第一区域3、第二区域4、第一区域3、第二区域4排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
图5a为本发明集流体实施例五的结构示意图，图5b为图5a集流体第一方向的截面图，图5a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图5a和图5b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括两个第一区域3以及三个第二区域4，且在第一方向A上按照第二区域4、第一区域3、第二区域4、第一区域3、第二区域4排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
图6a为本发明集流体实施例六的结构示意图，图6b为图6a集流体第一方向的截面图，图6a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图6a和图6b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(与集流体延伸方向的垂直的方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括三个第一区域3以及两个第二区域4，且在第一方向A上按照第一区域3、第二区域4、第一区域3、第二区域4、第一区域3排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
图7a为本发明集流体实施例七的结构示意图，图7b为图7a集流体第一方向的截面图，图7a为集流体卷展开后的集流体示意图。如图7a和图7b所示，本实施例的集流体包括层叠设置的第一金属层1和第二金属层2，在第一方向A(集流体的延伸方向)上，第一金属层1和第二金属层2之间包括N个第一区域3以及M个第二区域4(N≥1，M≥1)，且在第一方向A上按照第一区域3和第二区域4间隔排布。在第一区域3中设置有聚合物层5且聚合物层5的上下表面分别通过第一粘结层6、第二粘结层7与第一金属层1和第二金属层2粘结，且在第二区域4中不设置任何功能层。其中，聚合物层5、第一粘结层6和第二粘结层7充满整个第一区域3。
在本实施例的集流体中，与第一区域3在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的非焊接区a，与第二区域4在第一金属层1和第二金属层2的正投影所对应的第一金属层1和第二金属层2的表面即为集流体的焊接区b。
在上述多个实施例中，当第一区域3和第二区域4的个数大于1时，各个第一区域3的尺寸可以相同或者不同，各个第二区域4的尺寸可以相同或不同。具体尺寸可以根据需求确定。
在应用过程中可以根据实际需要对上述实施例所示的各个集流体进行裁剪，从而得到满足需要的集流体。
根据本发明提供的技术方案，使用本发明的集流体进行极耳或其他集流体进行焊接时，焊接强度明显提升，并且将包括该集流体的电极片应用于锂离子电池后，能够有效降低锂离子电池的内阻，不仅使锂离子电池的循环寿命得到延长，更是降低了锂离子电池反复充放电的温升，提升了锂离子电池的安全性能。发明人基于此现象进行分析，认为可能是：本发明第一金属层1表面的焊接区和第二金属层2表面的焊接区之间不含有任何功能层，仅仅是第一金属层、焊接物(极耳或者其他集流体)以及第二金属层的焊接，因此焊接干扰低，使得焊接区金属接触更加充分，进而提高了焊接强度。此外，由于不含有其他焊接干扰，焊点的欧姆阻抗也不会出现升高的现象，进而有利于锂离子电池内阻的降低，使锂离子电池的电性能得到了进一步的改善。
在本发明的集流体中，第一金属层1和/或第二金属层2的厚度为0.1-5μm，进一步优选为0.5-2μm。
在本发明的集流体中，聚合物层5的厚度为1-15μm，进一步优选为3-10μm。
在本发明的集流体中，粘结层的厚度为0.01-3μm，进一步优选为0.1-1μm。
进一步地，本发明的集流体可以通过第一金属层1和第二金属层2的材料选择而具体作为负极集流体或者正极集流体。其中，当第一金属层1和第二金属层2独立地选自铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金中的一种时，即为负极集流体；当第一金属层1和第二金属层2独立地选自铝、不锈钢、铝锆合金中的一种时，即为正极集流体。作为一种优选的方式，负极集流体可以选用铜作为第一金属层1和第二金属层2，正极集流体可以选用铝作为第一金属层1和第二金属层2。
此外，聚合物层5的材料可以选自聚对苯二甲酸酯、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、聚苯醚中的至少一种。
粘结层的材料可以选自聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸树脂粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂、脲醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂、偶联剂中的至少一种。其中，偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硼酸酯偶联剂中的至少一种。
由于第一金属层1和第二金属层2的表面分为焊接区b和非焊接区a，而非焊接区a用于涂布电极活性层，因此为了保证电极片的电性能，因此在第一方向A上控制第一区域3的长度大于等于第二区域4的长度，优选第一区域3的长度大于第二区域4的长度，从而使集流体表面涂布更多的电极活性层。具体第一区域3和第二区域4的尺寸可以根据实际需要进行确定。
本发明的集流体制备方法简单易操作。在制备之前，可以先对用于第一金属层1的第一箔材和用于第二金属层2的第二箔材进行预处理，清除第一箔材和第二箔材表面的氧化物，从而有利于降低电阻保证电流的高效传导。
预处理方法包括：利用0.001～0.5g/L酸液分别对第一箔材和第二箔材进行酸性洗涤，时长一般为0.5～5min；然后利用0.001～0.5g/碱液分别对第一箔材和第二箔材进行碱性洗涤0.5～5min。碱性洗涤结束后，第一箔材和第二箔材经过去离子水洗涤1～30min，最后利用有机溶剂(例如丙酮、无水乙醇、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯)分别对第一箔材和第二箔材清洗1～30min，晾干。
预处理后，可以采用以下两种方式完成集流体的制备。
在一种实施方式中，通过控制涂布区域，利用涂布机和挤出流延复合机在第一箔材的与第一区域3对应的一个表面上依次涂布第一粘结层6、聚合物层5、第二粘结层7。随后，将第二箔材覆盖在第二粘结层7上与第二粘结层7紧密结合，得到本发明的集流体。
在另一种实施方式中，通过控制涂布区域，利用涂布机和挤出流延复合机在第一箔材的与第一区域3对应的一个表面上依次涂第一粘结层6、聚合物层5。随后，通过控制涂布区域，利用涂布机和挤出流延复合机在第二箔材的与第一区域3对应的一个表面上涂布第二粘结层7。最后，将第一箔材与第二箔材紧密结合，使聚合物层5与第二粘结层7粘结，得到本发明的集流体。
本发明还提供一种电极片，该电极片包括前述集流体。
本发明的电极片可以是包括前述集流体的正极片，也可以是包括前述集流体的负极片。
当第一金属层和第二金属层独立地选自铝、不锈钢、铝锆合金中的一种时，集流体为正极集流体，过在该正极集流体的第一金属层和第二金属层的非焊接区涂布含有正极活性材料的正极浆料并蒸干溶剂后，经过辊压和分切，得到正极片。
其中，正极浆液为包括正极活性材料，导电剂、粘结剂以及溶剂的混合体系。本发明不限定正极活性材料的选择，可以是LiCoO2、LiFePO4、LiNi0.3Co0.3Mn0.3O2、LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.5Mn1.5O4中至少一种；导电剂选自乙炔黑(AB)、导电炭黑(Super-P)、科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)和石墨烯中的至少一种；粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素钠(CMC)和海藻酸钠(SA)中的至少一种；溶剂选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)，乙腈，四氢呋喃、甲苯，二甲苯中的至少一种。
当第一金属层和第二金属层独立地选自铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金中的一种时，集流体为负极集流体，通过在该负极集流体的第一金属层和第二金属层的非焊接区涂布含有负极活性材料的负极浆料并蒸干溶剂后，经过辊压和分切，得到负极片。
其中，负极浆液为包括负极活性材料，导电剂、粘结剂以及去离子水的混合体系。本发明不限定负极活性材料的选择，可以是石墨负极材料，或者氧化亚硅负极材料与石墨负极材料按照任意比例的混合物，当然也可以采用氧化亚硅负极材料、其他种类的硅基负极材料、石墨负极材料、硬炭负极材料、软炭负极材料、锡基负极材料等以及他们的任意比例的混合物。负极集流体的材料可以为铜箔、泡沫镍、泡沫铜中的至少一种。导电剂可以选自天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、石墨烯中的至少一种。粘结剂可以选自羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的至少一种。
本发明的电极片，由于包括了前述的集流体，因此进行极耳或者其他集流体焊接时，焊接良率高，并且焊点具有低阻抗的特点，因此有利于锂离子的高效传输，进而提升锂离子电池的电性能。
本发明还提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括前述电极片。具体的，可以包括前述正极片和/或负极片。
能够理解的是，本发明的锂离子电池除了包括正极片、负极片外，还包括电解液以及隔膜，其中，隔膜间隔于正极片和负极片之间，电解液充满正极片以及负极片之间。
本发明并不严格限定电解液的选择，可以包括目前锂电池电解液中常用的溶剂中的一种或多种，以及目前锂离子电解液中所常用的电解质锂盐，例如：溶剂可以是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、环丁砜、γ-丁内酯等；锂盐比如可以选择六氟磷酸锂(LiPF6)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、双(三氟甲基磺酸酰)亚氨锂(LiTFSI)中的一种或多种。
本发明并不严格限定隔膜的材料选择，可以是目前锂电池中所常用的隔膜材料，比如为聚丙烯隔膜(PP)、聚乙烯隔膜(PE)、聚丙烯/聚乙烯双层复合膜(PP/PE)、聚酰亚胺静电纺丝隔膜(PI)、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜(PP/PE/PP)、纤维素无纺布隔膜、带陶瓷涂层的隔膜中的一种。
在制备锂离子电池时，将正极片、隔膜和负极片进行卷绕或叠片得到裸电芯，并将裸电芯封装到预先冲压成型的铝塑膜袋中。封装好的电池经过85℃烘干水分后，将电解液注入到干燥的电池中，电池经过搁置、化成和二次封口后完成锂电池的制备。
本发明的锂离子电池，由于包括了前述的电极片，因此锂离子电池的内阻较低，不仅能够实现锂离子的高效传输使锂离子电池的循环性能得到改善，更是在反复充放电的过程中温升现象不明显，从而保证了锂离子电池的高安全性能。
以下，通过具体实施例对本发明的集流体进行详细介绍。如无特别说明，以下实施例和对比例中所用化学材料及仪器，均为常规化学材料及常规仪器，均可商购获得。
实施例1
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚2μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.001g/L磷酸溶液洗涤5min，然后经过0.001g/L氢氧化钠溶液洗涤5min，然后经过去离子水洗涤1min，最后经过碳酸二甲酯洗涤1min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域3(第一区域3与第二区域4沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层6(厚0.1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层6表面复合聚合物层5(厚10μm的PET)，利用涂布机在聚合物层5表面涂布第二粘结层7(厚0.1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图1a和图1b所示的集流体C1。其中，焊接区b宽度为100mm，非焊接区ba宽度为400mm。
对比例1
本对比例集流体C1a的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。
图8a为本发明对比例集流体的结构示意图，图8b为图8a集流体第一方向的截面图。图8a为部分展开的集流体卷。如图8a和图8b所示，该对比例集流体由上之下包括依次重叠的第一金属层1、第一粘结层6、聚合物层5、第二粘结层7、第二金属层2，且第一金属层1、第一粘结层6、聚合物层5、第二粘结层7、第二金属层2的尺寸相等。
实施例2
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚3μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.5g/L磷酸溶液洗涤0.5min，然后经过0.5g/L氢氧化钠溶液洗涤0.5min，然后经过去离子水洗涤30min，最后经过丙酮洗涤30min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚3μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图2a和图2b所示的集流体C2。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为300mm。
对比例2
本对比例集流体C2a的制备方法与实施例3的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例3
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.1g/L磷酸溶液洗涤1min，然后经过0.1g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤10min，最后经过无水乙醇洗涤10min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.5μm的聚丙烯酸树脂粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚5μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚0.5μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图3a和图3b所示的集流体C3。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为200mm。
对比例3
本对比例集流体C3a的制备方法与实施例3的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例4
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚0.5μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.01g/L硫酸溶液洗涤2min，然后经过0.01g/L氢氧化钾溶液洗涤2min，然后经过去离子水洗涤15min，最后经过丙酮洗涤15min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.01μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚5μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚0.01μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图4a和图4b所示的集流体C4。其中，焊接区宽度为125mm，非焊接区宽度为125mm。
对比例4
本对比例集流体C4a的制备方法与实施例4的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例5
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1.5μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.02g/L硫酸溶液洗涤2min，然后经过0.02g/L氢氧化钾溶液洗涤2min，然后经过去离子水洗涤20min，最后经过丙酮洗涤20min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.03μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚4μm的PP)；取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.03μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图5a和图5b所示的集流体C5。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为100mm。
对比例5
本对比例集流体C5a的制备方法与实施例5的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例6
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1.5μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.2g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.2g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤25min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.3μm的脲醛树脂粘结剂，东莞市塑宇化工有限公司)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚5μm的PP)。取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.3μm的环氧树脂粘结剂，东莞市塑宇化工有限公司)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图6a和图6b所示的集流体C6。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为100mm。
对比例6
本对比例集流体C6a的制备方法与实施例6的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例7
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1μm的铝箔)，分别将两卷金属箔材经过0.1g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.05g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤20min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿金属箔材延伸方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.08μm的铝酸酯偶联剂，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚15μm的PP)；取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.08μm的铝酸酯偶联剂，山东元禾新材料科技)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图7a和图7b所示的集流体C7。其中，焊接区长度为100mm，非焊接区长度为800mm。
对比例7
本对比例集流体C7a的制备方法与实施例7的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例8
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚5μm的不锈钢箔)，分别将两卷金属箔材经过0.02g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.02g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤25min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿金属箔材延伸方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚3μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚1μm的PP)；取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚3μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图7a和图7b所示的集流体C8。其中，焊接区长度为100mm，非焊接区长度为1000mm。
对比例8
本对比例集流体C8a的制备方法与实施例8的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例9
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚2μm的铜箔)，分别将两卷金属箔材经过0.001g/L磷酸溶液洗涤5min，然后经过0.001g/L氢氧化钠溶液洗涤5min，然后经过去离子水洗涤1min，最后经过碳酸二甲酯洗涤1min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚10μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚0.1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图1a和图1b所示的集流体A1。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为400mm。
对比例9
本对比例集流体A1a的制备方法与实施例9的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例10
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚3μm的铜箔)，分别将两卷金属箔材经过0.5g/L磷酸溶液洗涤0.5min，然后经过0.5g/L氢氧化钠溶液洗涤0.5min，然后经过去离子水洗涤30min，最后经过丙酮洗涤30min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚3μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚1μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图2a和图2b所示的集流体A2。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为300mm。
对比例10
本对比例集流体A2a的制备方法与实施例10的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例11
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1μm的铜箔)，分别将两卷金属箔材经过0.1g/L磷酸溶液洗涤1min，然后经过0.1g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤10min，最后经过无水乙醇洗涤10min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.5μm的聚丙烯酸树脂粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚5μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚0.5μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图3a和图3b所示的集流体A3。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为200mm。
对比例11
本对比例集流体A3a的制备方法与实施例11的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例12
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚0.5μm的铜箔)，分别将两卷金属箔材经过0.01g/L硫酸溶液洗涤2min，然后经过0.01g/L氢氧化钾溶液洗涤2min，然后经过去离子水洗涤15min，最后经过丙酮洗涤15min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.01μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为284℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚5μm的PET)，利用涂布机在聚合物层表面涂布第二粘结层(厚0.01μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)。最后，将两卷金属箔材贴合，得到如图4a和图4b所示的集流体A4。其中，焊接区宽度为125mm，非焊接区宽度为125mm。
对比例12
本对比例集流体A4a的制备方法与实施例12的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例13
取两卷金属箔材(厚3.5μm的不锈钢箔)，分别将两卷金属箔材经过0.02g/L硫酸溶液洗涤2min，然后经过0.02g/L氢氧化钾溶液洗涤2min，然后经过去离子水洗涤20min，最后经过丙酮洗涤20min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.03μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚4μm的PP)，取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.03μm的硅烷偶联剂KH570，山东元禾新材料科技)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图5a和图5b所示的集流体A5。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为100mm。
对比例13
本对比例集流体A5a的制备方法与实施例13的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例14
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚0.1μm的银箔)，分别将两卷金属箔材经过0.2g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.2g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤25min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿与金属箔材延伸方向的垂直方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.3μm的脲醛树脂粘结剂，东莞市塑宇化工有限公司)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚15μm的PP)。取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.3μm的环氧树脂粘结剂，东莞市塑宇化工有限公司。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图6a和图6b所示的集流体A6。其中，焊接区宽度为100mm，非焊接区宽度为100mm。
对比例14
本对比例集流体A6a的制备方法与实施例14的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例15
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚1μm的钛箔)，分别将两卷金属箔材经过0.1g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.05g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤20min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿金属箔材延伸方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚0.08μm的钛酸酯偶联剂，山东元禾新材料科技)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚15μm的PP)；取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚0.08μm的钛酸酯偶联剂，山东元禾新材料科技。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图7a和图7b所示的集流体A7。其中，焊接区长度为100mm，非焊接区长度为800mm。
对比例15
本对比例集流体A7a的制备方法与实施例15的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例16
本实施例的集流体按照以下方法制备得到：
取两卷金属箔材(厚4μm的铜箔)，分别将两卷金属箔材经过0.02g/L硫酸溶液洗涤1min，然后经过0.02g/L氢氧化钠溶液洗涤1min，然后经过去离子水洗涤25min，最后经过丙酮洗涤25min，晾干。
取其中一卷预处理后的金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域(第一区域与第二区域沿金属箔材延伸方向分布)对应的表面涂布第一粘结层(厚2μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)，通过挤出流延复合机(设备挤出温度设置为220℃)在第一粘结层表面复合聚合物层(厚2μm的PP)；取另一卷金属箔材，通过控制涂布的区域，利用涂布机在金属箔材的与第一区域对应的表面涂布第二粘结层(厚2μm的聚氨酯粘结剂，无锡市博爱胶粘剂厂)。最后，将两卷金属箔材贴合使聚合物层与第二粘结层粘结，得到如图7a和图7b所示的集流体A8。其中，焊接区长度为100mm，非焊接区长度为1000mm。
对比例16
本对比例集流体A8a的制备方法与实施例16的制备方法基本相同，区别在于：聚合物层通过第一粘结层和第二粘结层设置在第一金属层和第二金属层之间的所有区域。具体结构如图8a和图8b所示。
实施例17-实施例24
将正极浆料涂布在正极集流体C1～C8的非焊接区上，然后在130℃下烘干后在40吨压力下辊压，分切成正极片Z1-Z8(根据电池所需的极片尺寸进行裁切，最终所得的正极片上留有一个焊接区用于焊接极耳)。正极片的极片面密度为20mg/cm2，压实密度为4.17g/cm3。
正极浆料的制备方法包括：将97质量份的钴酸锂正极材料(厦门钨业股份有限公司，4.45V钴酸锂，比容量181mAh/g)、1质量份的乙炔黑导电剂、0.5质量份的碳纳米管导电剂、1.5质量份的PVDF粘结剂(分子量100万)以及60质量份的溶剂NMP，通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转2000r/min的条件搅拌4h，得到均匀的正极浆料。
对比例17-对比例24
将实施例17中的正极浆料涂布在正极集流体C1a～C8a上(剩余小部分金属箔材表面不涂浆料用于焊接极耳，不涂浆料的区域的位置与实施例17-实施例24中的焊接区位置一一对应，比如对比例17中不涂浆料的区域的位置与实施例17中焊接区位置相同，以此类推)，然后在130℃下烘干后在40吨压力下辊压，分切成正极片Z1a-Z8a(分切后正极片的尺寸与实施例17-实施例24中分切后正极片尺寸一一对应，比如对比例17分切后得到的正极片尺寸与实施例17中分切后的正极片尺寸相同，以此类推)。正极片的极片面密度为20mg/cm2，压实密度为4.17g/cm3。
实施例25-实施例32
将负极浆料涂布在负极集流体A1～A8上的非焊接区上，然后在110℃下烘干后在40吨压力下辊压，分切成负极片F1-F8(根据电池所需的极片尺寸进行裁切，最终所得的负极片上留有一个焊接区用于焊接极耳)。负极片的极片面密度为11mg/cm2，压实密度为1.78g/cm3。
负极浆料的制备方法包括：将97份质量的石墨负极材料(深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，比容量355mAh/g)、1.5份质量的炭黑导电剂、1.0份质量的SBR粘结剂、0.5份质量的羧甲基纤维素以及100份质量的溶剂水，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，得到均匀的负极浆料。
对比例25-对比例32
将实施例25中的负极浆料涂布在负极集流体A1a～A8a上(剩余小部分金属箔材表面不涂浆料用于焊接极耳，不涂浆料的区域的位置与实施例25-实施例32中的焊接区位置一一对应，比如对比例25中不涂浆料的区域的位置与实施例25中焊接区位置相同，以此类推)，然后在110℃下烘干后在40吨压力下辊压，分切成负极片F1a-F8a(分切后负极片的尺寸与实施例25-实施例32中分切后负极片尺寸一一对应，比如对比例25分切后得到的负极片尺寸与实施例25中分切后的负极片尺寸相同，以此类推)。负极片的极片面密度为11mg/cm2，压实密度为1.78g/cm3。
试验例
1、极耳焊接强度测试
将正极耳(购自连云港德立信电子科技有限公司，正极耳的材质为铝)通过超声焊接或者激光焊接的方式焊接于实施例正极片Z1-Z8以及对比例Z1a-Z8a的焊接区；
将负极耳(连云港德立信电子科技有限公司的镍极耳)通过超声焊接或者激光焊接的方式焊接于实施例负极片F1-F8以及对比例F1a-F8a的焊接区；
其中，超声焊接采用深圳市斯特高能电子科技有限公司的UM-20型号超声波金属焊接机进行焊接，焊接参数：焊接功率3000W，焊接频率20kHz，焊接振幅40μm，焊接时间0.42s，焊接压力0.3MPa。
其中，激光焊接采用东莞市正信激光科技有限公司的ZXL-200W型号激光焊接机进行焊接，焊接参数：激光波长1064nm，激光功率200W，脉冲频率150Hz，脉冲宽度10ms。
对焊接极耳后的上述各个正极片和负极片进行极耳焊接强度测试：采用力控仪器科技有限公司的LK-108A型号拉力测试仪，将极耳用夹具夹好，然后通过拉力测试仪测试极耳从集流体上拉脱的拉力值N，极耳宽度为D，可计算得到极耳焊接强度F＝N/D。具体结果见表1-表2。
表1
Figure BDA0002627138540000231
Figure BDA0002627138540000241
表2
负极片 负极耳焊接方式 负极耳焊接强度
F1 超声焊 0.83
F1a 超声焊 0.06
F2 超声焊 0.82
F2a 超声焊 0.10
F3 激光焊 0.70
F3a 激光焊 0.09
F4 激光焊 0.90
F4a 激光焊 0.17
F5 超声焊 0.59
F5a 超声焊 0.13
F6 激光焊 0.68
F6a 激光焊 0.11
F7 超声焊 0.56
F7a 超声焊 0.05
F8 超声焊 0.47
F8a 超声焊 0.05
由表1-表2可知：本发明实施例的集流体进行极耳焊接时，焊接强度大幅提高。
2、锂离子电池内阻、循环性能和温升现象测试
将上述各个焊接了极耳的正极片和负极片，分别搭配聚乙烯(PE)多孔隔膜(上海恩捷新材料科技有限公司生产的湿法隔膜ND12，厚度12μm)、锂离子电池电解液(深圳新宙邦科技股份有限公司的LBC445B33型号电解液)，通过锂离子电池常规制备工艺制备成锂离子电池，记为电池D1～D8以及D1a～D8a，具体电池信息如表3所示。
锂离子电池内阻的检测方法包括：将电池充满电(充电制度：以0.5C恒电流充电至4.45V，然后再恒电压充电至电流降至0.02C)后测试电池的内阻(深圳市超思思科技有限公司的RBM-200智能电池内阻测试仪，交流信号频率设置为1KHz)。
锂离子电池循环寿命测试方法包括：用电池充放电测试仪，将电池在25℃下进行充放电循环测试，充放电制度：以0.5C恒电流充电至4.45V，然后再恒电压充电至电流降至0.02C，静置5min后将电池以0.5C恒电流放电至2.5V，此为1个循环，将电池充放电测试仪循环次数设置为5000次。随着电池循环，电池容量不断衰减，当容量衰减至首次放电容量的80％时所经历的循环次数记为该电池的循环寿命。
锂离子电池1C倍率下放电的温升测试方法参照家用及商用电池标准UL2054:2009。
上述测试结果见表3。
表3
Figure BDA0002627138540000251
Figure BDA0002627138540000261
由表3可知：本发明实施例的锂离子电池，由于包括了本发明的集流体，因此具有更低的内阻，并且循环性能得到显著的提升；此外，由于温升现象得到了控制，因此本发明的锂离子电池的反复充放电时不宜出现高温热失控现象，具有由于的安全性能。
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 (8)

1.一种集流体，其特征在于，包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层之间包括至少一个第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域在第一方向上间隔分布；
所述第一区域设置有聚合物层，所述聚合物层通过粘结层分别与所述第一金属层和第二金属层粘结；
所述第一区域对应的所述第一金属层和所述第二区域对应的所述第一金属层为一体结构；
所述第一区域对应的所述第二金属层和所述第二区域对应的所述第二金属层为一体结构；
所述第一金属层和/或第二金属层的厚度为0.1-5μm；
在所述第一方向上，所述第一区域的长度大于等于所述第二区域的长度；
所述第二区域为不设置聚合物 层的区域；
所述第二区域对应的所述第一金属层和/或所述第二区域对应的所述第二金属层用于进行焊接。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述聚合物层的厚度为1-15μm。
3.根据权利要求1-2任一项所述的集流体，其特征在于，所述粘结层的厚度为0.01-3μm。
4.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述第一金属层和/或第二金属层的材料选自铝、铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的集流体，其特征在于，所述聚合物层的材料选自聚对苯二甲酸酯、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、聚苯醚中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的集流体，其特征在于，所述粘结层的材料选自聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸树脂粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂、脲醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂、偶联剂中的至少一种。
7.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括权利要求1-6任一项所述的集流体。
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求7所述的电极片。
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