CN112201794A - 一种抗针刺锂电池用集流体复合材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗针刺锂电池用集流体复合材料及其制造方法。该集流体复合材料其具有多层结构，包括膜胶粘层，在所述膜胶粘层上下表面依次复合有铝箔层和防氧化层。本发明采用复合铝箔材料通过双层复合后，增加了集流体的韧性，可以显著提升针刺强度；同时通过中间耐高温的绝缘胶层或者膜层复合后，在电池单面针刺或者双面针刺后，因中间层的绝缘性，仍能够保持电池不短路，从而大大提升了电池的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，特别涉及一种抗针刺锂电池用集流体复合材料。
背景技术
锂离子电池的电极材料分正极材料和负极材料，正极材料和负极材料又由极耳材料、集流体材料和集流体上的电极材料所组成，其中集流体指的是电池正极或者负极用于附着活性物质的基体金属，主要起在充电的时候将电流导入到活性物质上，放电的时候将活性物质的电流导出给负载的作用，一般正极用铝箔，负极用铜箔。
传统锂离子电池正极集流体采用镀涂铝层的方式形成正极集流体，镀涂铝层的厚度一般在纳米级别，在针刺试验下会发生穿刺现象，出现电池内短路，可能会导致电池发热或失效，如何实现锂离子电池集流体安全高效也是决定电池电极质量及电池使用安全性高低的一个重要因素。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，该复合材料通过双面铝箔、双面防氧化层进行组合，可提高材料的耐针刺强度，提高电极和电池的安全性。
本发明的技术方案为：一种抗针刺锂电池用集流体复合材料。该集流体复合材料其具有多层结构，包括膜胶粘层，在所述膜胶粘层上下表面依次复合有铝箔层和防氧化层。
作为本发明的一种优选方案，膜胶粘层的厚度为1-10μm，材料为耐高温绝缘胶。
作为本发明的一种优选方案，所述耐高温绝缘胶中有机胶一般选择有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种。
作为本发明的一种优选方案，铝箔层厚度为2-16μm，材料选择铝箔合金。
作为本发明的一种优选方案，防氧化层材料为非金属SiC、Si3N4和Al2O3中的两个或三个的组合进行蒸镀。
作为本发明的一种优选方案，防氧化层的厚度为200-1000nm。
一种抗针刺锂电池用集流体复合材料及其制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)膜胶粘层3与铝箔层2、铝箔层4层压进行热粘复合，得到AL-AF-AL复合材料；
(2)将AL-AD-AL的AL面进行常温等离子处理，常温净化环境下保存备用；
(3)将AL-AD-AL复合材料的AL非复合面进行蒸镀、喷涂非金属防腐层AC1、AC5，得到AC/AL-AD-AL/AC复合，得到集流体复合材料。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：首先，通过耐高温绝缘胶既实现了铝箔间的强粘合，同时也实现了电池在运行生热过程，耐高温绝缘胶不至像传统树脂达到玻璃化温度出现流动状态，增强了电极的稳定性；其次，通过双层铝箔复合可提高集流体的耐针刺强度，因铝箔间为绝缘胶层，在针刺下也能保持电池电极不短路，可保证电极及电池的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1、第一防氧化层；2、第一铝箔层；3、膜胶粘层；4、第二铝箔层；5、第二防氧化层
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，该集流体复合材料其具有多层结构，包括膜胶粘层3(adhesive缩写为AD)，在所述膜胶粘层3上表面依次复合有第一铝箔层2和第一防氧化层)，在所述膜胶粘层3下表面依次复合有第二铝箔层4和第二防氧化层5。
所述复合材料由内到外依次1为第一防氧化层(AC)；2为第一铝箔层AL)；3为膜胶粘层；4为第二铝箔层(AL)；5为第二防氧化层(AC)。
所述膜胶粘层的厚度为1-10μm，材料为耐高温绝缘胶。
所述耐高温绝缘胶中有机胶一般选择有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种。
所述铝箔层厚度为2-16μm，材料选择铝箔合金。
所述防氧化层材料为非金属SiC、Si3N4和Al2O3中的两个或三个的组合进行蒸镀。
所述防氧化层的厚度为200-1000nm。
一种抗针刺锂电池用集流体复合材料及其制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)膜胶粘层3与铝箔层2、铝箔层4层压进行热粘复合，得到AL-AF-AL复合材料；
(2)将AL-AD-AL的AL面进行常温等离子处理，常温净化环境下保存备用；
(3)将AL-AD-AL复合材料的AL非复合面进行蒸镀、喷涂非金属防腐层AC1、AC5，得到AC/AL-AD-AL/AC复合，得到集流体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，其特征在于，该集流体复合材料其具有多层结构，包括膜胶粘层(3)，在所述膜胶粘层(3)上表面依次复合有第一铝箔层(2)和第一防氧化层(1)，在所述膜胶粘层(3)下表面依次复合有第二铝箔层(4)和第二防氧化层(5)。
2.根据权利要求1中所述的一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，其特征在于，所述膜胶粘层(3)的厚度为1-10μm，材料为耐高温绝缘胶。
3.根据权利要求2中所述的一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，所述耐高温绝缘胶中有机胶一般选择有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种。
4.根据权利要求1中所述的一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，其特征在于，所述第一铝箔层(2)和第二铝箔层(4)的厚度为2-16μm，材料选择铝箔合金。
5.根据权利要求1中所述的一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，其特征在于，第一防氧化层(1)和第二防氧化层(5)材料为非金属SiC、Si3N4和Al2O3中的两个或三个的组合进行蒸镀。
6.根据权利要求5中所述的一种抗针刺锂电池用集流体复合材料，其特征在于，所述第一防氧化层(1)和第二防氧化层(5)的厚度为200-1000nm。
7.一种抗针刺锂电池用集流体复合材料的制造方法，其特征在于：
(1)、膜胶粘层(3)与第一铝箔层(2)和第二铝箔层(4)压进行热粘复合，得到AL-AF-AL复合材料；
(2)将AL-AD-AL的AL面进行常温等离子处理，常温净化环境下保存备用；
(3)将AL-AD-AL复合材料的AL非复合面进行蒸镀、喷涂非金属防腐层AC1、AC5，得到AC/AL-AD-AL/AC复合，得到集流体复合材料。
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