CN115966702B

CN115966702B - 一种轻量化安全型复合正极集流体

Info

Publication number: CN115966702B
Application number: CN202211111421.2A
Authority: CN
Inventors: 王成豪; 李学法; 张国平
Original assignee: Yangzhou Nanopore Innovative Materials Technology Ltd
Current assignee: Yangzhou Nanopore Innovative Materials Technology Ltd
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2023-11-28
Anticipated expiration: 2042-09-13
Also published as: CN115966702A

Abstract

本发明公开了一种轻量化安全型复合正极集流体，属于锂电池技术领域，复合正极集流体从内至外依次包括内层、中间层和外层，内层为发泡聚合物层，中间层为气凝胶层，外层为镀铝层，气凝胶层的原材料包括聚合物和气凝胶。制备时，首先将内层和中间层采用熔融共挤工艺得到膜材料，然后在中间层外侧镀铝。复合正极集流体中，发泡聚合物层和气凝胶层中均具有较多的气孔，相对于致密的膜材，密度大大降低，实现了轻量化；采用本发明的正极集流体制备的锂电池在发生短路时，正极集流体会受热发生体积收缩，减少短路面积，可避免锂电池发生爆炸和火灾等事故，因此采用本发明的复合正极集流体制备的锂电池具有较高的能量密度和较高的安全性能。

Description

一种轻量化安全型复合正极集流体

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种轻量化安全型复合正极集流体。

背景技术

锂电池具有较高的能量密度、较大的工作电压和较长的使用寿命，因此普遍应用于计算机、手机、家用电器、电动车和电动工具等产品中，但是锂电池的结构上整体为金属材质，因此重量较大，这在一定程度上也限制了锂电池的应用。

正极集流体是锂电池中的重要零部件，用于负载正极活性材料，可将电流导出，从而锂电池可为产品提供电能。传统的正极集流体材质通常为铝箔，属于金属材质，密度大，极易导致锂电池的重量偏大，会降低锂电池的能量密度；同时，以铝箔作为正极集流体的锂电池在进行穿刺挤压过程中易发生短路，且短路面积较大，会导致锂电池在发生短路后迅速放电、升温，因此锂电池极易发生起火和爆炸等安全事故。

针对该问题，现有技术中也有相关的技术改进。例如中国发明专利申请CN111129505A(一种使用轻量化的集流体的锂电池)中，正极集流体是在导电薄膜基层上镀金属化膜层制得的，其中导电薄膜基层由高分子基材、导电填料及助剂混炼而成，采用低密度的高分子基材，降低了正极集流体的重量。但是在导电薄膜基层中仍添加有大量的填料和助剂等，减重效果有限，同时导电薄膜基层具有导电性能，在锂电池进行穿刺挤压发生短路时，不能有效地降低短路面积，因此锂电池仍然容易发生起火和爆炸等事故。又如中国实用新型专利CN215815945U(一种轻量化的复合集流体、包括其电极极片和锂离子电池)中，复合集流体包括绝缘层和位于绝缘层至少一侧表面的金属层，金属层为绝缘层厚度的10-80％，但是这种方法中正极集流体的各层均为致密材料，不能有效降低集流体的重量，难以实现真正的轻量化。

因此需要制备出一种轻量化同时又能提高锂电池安全性能的正极集流体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化安全型复合正极集流体，以解决上述背景技术中提到的技术问题。

为了实现上述目的，本发明公开了一种轻量化安全型复合正极集流体，为多层片状结构，从内至外依次包括内层、中间层和外层，内层为发泡聚合物层，中间层为气凝胶层，外层为镀铝层；其中，气凝胶层的原材料包括气凝胶。

优选的，所述内层的原材料包括第一聚合物和发泡剂；其中发泡剂的用量为第一聚合物质量的0.5-5％。

其中，所述第一聚合物选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丁烯(PB)和聚4-甲基-1-戊烯(TPX)中的一种或几种的混合物。

所述发泡剂为有机发泡剂，具体的，可选择偶氮类化合物、磺酰肼类化合物和亚硝基类化合物中的一种或几种的混合物；

具体的，所述偶氮类化合物包括偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二羧酸钡、偶氮二羧酸二异酯和偶氮胺苯等。

所述磺酰肼类化合物包括4,4'-氧代双苯磺酰肼(OBSH)、3,3'-二磺酰肼二苯砜、苯磺酰肼(BSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)和2,4-甲苯二磺酰肼等。

所述亚硝基类化合物包括N,N'-二甲基-N,N'-二硝基四丁酰胺、N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺和N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺等。

优选的，所述中间层的原材料包括第二聚合物和气凝胶母料；其中气凝胶母料的用量为第二聚合物质量的0.6-10％。

其中，所述第二聚合物选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丁烯(PB)和聚4-甲基-1-戊烯(TPX)中的一种或几种的混合物。

所述气凝胶母料的原材料包括第三聚合物、气凝胶和润滑剂；其中第三聚合物、气凝胶和润滑剂的用量质量比为100:2-25:1-30。

所述第三聚合物选自乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物和乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种的混合物。

气凝胶是一种三维多孔的交联网络结构，气凝胶中的孔为纳米级的开孔结构，孔径为1-100nm；气凝胶选自氧化物气凝胶、碳气凝胶、硅气凝胶、石墨烯气凝胶和碳纳米管气凝胶中的一种或几种的混合物。

其中氧化物气凝胶选自二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化钛气凝胶和氧化锆气凝胶中的一种或几种的混合物。

当气凝胶选择碳气凝胶、碳纳米管气凝胶或石墨烯气凝胶中的一种或几种时，由于碳材料具有良好的循环稳定性，还可赋予锂电池良好的循环性能，提高锂电池的使用寿命。

当气凝胶选择氧化物气凝胶和/或硅气凝胶时，氧化物气凝胶和/或硅气凝胶还可作为阻燃材料，提高正极集流体的阻燃性能，从而提高锂电池的安全性能。

因此，优选的，气凝胶选自碳气凝胶、碳纳米管气凝胶和石墨烯气凝胶中的一种或几种，并搭配氧化物气凝胶和/或硅气凝，可赋予正极集流体更优异的综合性能；经过试验发现，当碳气凝胶、碳纳米管气凝胶和石墨烯气凝胶中的一种或几种，以及氧化物气凝胶和/或硅气凝胶的质量比为1:0.5-2时，正极集流体具有最优的综合性能。

优选的，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺和聚乙二醇中的一种或几种的混合物。

本发明的轻量化安全型复合正极集流体在制备时，首先准备配方量的第三聚合物、气凝胶和润滑剂，混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到颗粒状的气凝胶母料，备用。然后，准备配方量的第二聚合物和气凝胶母料，以及配方量的第一聚合物和发泡剂，分别加入三层塑料挤出机的不同料斗内：将配方量的第一聚合物和发泡剂加入内层料斗内，将配方量的第二聚合物和气凝胶母料的混合物加入内层两侧的料斗内，进行熔融共挤出，三层共挤出成型得到共挤出膜，共挤出膜包括正极集流体的内层和中间层。最后，在共挤出膜的外部采用真空蒸镀工艺进行蒸镀铝层，形成正极集流体的外层。即得到多层结构的复合正极集流体。

本发明的轻量化安全型复合正极集流体中，外层即镀铝层的纯度≥99.8％，复合正极集流体的厚度为3-30μm，其中内层的厚度为0.3-12.5μm，中间层的厚度为0.3-12.5μm，外层的厚度为0.3-3μm。复合正极集流体的穿刺强度≥50gf，拉伸强度MD≥150MPa、TD≥150MPa，延伸率MD≥10％、TD≥10％。复合正极集流体的剥离强度≥35N/m，表面粗糙度Rz≤5.0，上下方阻≤80毫欧姆每方块。

在对气凝胶层进行镀铝时，将内层和中间层共挤出膜以及高纯铝锭分别放入到真空镀膜设备上，其中真空镀膜设备包括磁控溅射装置或真空蒸镀装置，将高纯铝锭通过真空镀膜设备把铝镀到中间层上面；选用真空蒸镀装置时，蒸镀过程的工艺参数如下：放卷张力为5-30N，收卷张力为5-25N，蒸发温度为≥600℃，真空度为≤10^-1Pa，蒸镀速度为≥10m/min。

本发明的轻量化安全型复合正极集流体中内层为发泡聚合物层、中间层为气凝胶层，发泡聚合物层和气凝胶层采用熔融共挤出工艺制得，然后在两个气凝胶层的表面分别设置镀铝层。其中发泡聚合物层中具有大量的闭孔结构的气孔，相对于致密的聚合物层，密度大大降低。

气凝胶层中的气凝胶为多孔交联网状结构，且气孔为纳米级孔，气凝胶的孔内充满了气体介质，在对气凝胶层镀铝时，部分纳米级的铝金属颗粒会进入气凝胶的多孔网状结构内部，可充当锚固材料，提高镀铝层与气凝胶层之间的层间剥离强度。并且，由于气凝胶内的孔为纳米级孔，尺寸非常细小且气凝胶内部孔的排布呈无序状，因此仅有少量的气凝胶孔内会填充有铝金属颗粒，在距离发泡聚合物层越近的气凝胶层内，铝金属颗粒的含量越低，在气凝胶层内，铝金属颗粒的含量呈渐变趋势，既能够确保镀铝层与气凝胶层之间具有较高的层间剥离强度，提高正极集流体的机械性能，又能够确保气凝胶层具有较高的孔隙率，降低正极集流体的自重，实现轻量化。

同时，由于发泡聚合物层中的气孔为闭孔结构，在对气凝胶层进行镀铝时，铝金属粒子不会进入发泡聚合物层内，因此发泡聚合物层中仍具有较高的孔隙率，能够有效降低正极集流体的自重，实现轻量化；同时也能保持较高的绝缘性能，在锂电池发生短路时能够更大程度地减少短路面积，提高锂电池的安全性。

与现有技术相比，本发明的轻量化安全型复合正极集流体具有以下优点：

(1)本发明的轻量化安全型复合正极集流体中包括发泡聚合物层和气凝胶层，发泡聚合物层和气凝胶层中均有大量的气孔，集流体内的孔隙率较高，相对于致密材料而言，密度大大降低，可实现正极集流体的轻量化。

(2)本发明的轻量化安全型复合正极集流体中内层为绝缘性能较高的聚合物层，内层和中间层均以聚合物为基体材料，当锂电池在短路后产生升温时，聚合物能够快速熔融收缩体积，缩小锂电池的短路面积，从而降低锂电池发生起火和爆炸的风险，安全性能高。

(3)本发明的轻量化安全型复合正极集流体中内层和中间层中均含有聚合物，相容性好，且内层和中间层采用熔融共挤出工艺挤出成膜，因此在内层和中间层之间具有较高的层间剥离强度；同时在设置镀铝层时，铝金属粒子也会进入中间层内的气凝胶孔结构中，形成层间锚固结构，因此在中间层和外层之间也具有较高的层间剥离强度，就使得最终形成的复合正极集流体具有较高的层间剥离强度。

(4)本发明的轻量化安全型复合正极集流体在制备过程中未采用复杂的制备工艺，因此操作简单易于实现，可用于大批量生产。

附图说明

图1：本发明中轻量化安全型复合正极集流体的结构示意图。

其中，1、发泡聚合物层；2、气凝胶层；3、镀铝层。

具体实施方式

下面通过具体实施例和对比例进行详细阐述，说明本发明的技术方案。

如图1所示，给出了本发明的轻量化安全型复合正极集流体的结构，复合正极集流体为多层片状结构，从内至外依次包括内层、中间层和外层，内层为发泡聚合物层1，中间层为气凝胶层2，外层为镀铝层3。

下文中提到的份数，如无特别说明，均指质量份数。

实施例1

一、制备气凝胶母料，包括如下步骤：

准备100份第三聚合物(乙烯丙烯共聚物)、10份气凝胶(质量比为1:1的石墨烯气凝胶和氧化铝气凝胶的混合物)和20份润滑剂(硬脂酸)，投入混炼机中，在80℃下混炼2h，然后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为180℃，得到气凝胶母料，备用。

二、制备内层和中间层共挤出膜，包括如下步骤：

1、准备100份第一聚合物(PET)、3份发泡剂(N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺)，在搅拌机中搅拌均匀，得到内层原材料，备用。

2、准备100份第二聚合物(PBT)、2份气凝胶母料，在搅拌机中搅拌均匀，得到中间层原材料，备用。

3、在三层塑料挤出机中，将内层原材料投入内层料斗内，将中间层原材料分别投入内层料斗两侧的料斗内，进行三层熔融共挤出，挤出机各区温度为250-320℃，挤出得到三层结构的内层和中间层共挤出膜。

调节各层的厚度，使内层的厚度为4μm，内层两侧的中间层的厚度均为3μm，内层和中间层共挤出膜的厚度为10μm。

三、镀铝，包括如下步骤：

将内层和中间层共挤出膜，以及99.9％的高纯铝锭分别放于真空蒸镀装置中，在中间层的表面上蒸镀厚度为2μm的铝层，形成外层。

真空蒸镀过程中，工艺参数如下：放卷张力为8N，收卷张力为6N，蒸发温度为700℃，真空度为5*10^-2Pa，蒸镀速度为30m/min。

得到的复合正极集流体记为S1。

实施例2

一、制备气凝胶母料，包括如下步骤：

准备100份第三聚合物(乙烯辛烯共聚物)、5份气凝胶(硅气凝胶)和8份润滑剂(聚乙二醇)，投入混炼机中，在70℃下混炼3h，然后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为150℃，得到气凝胶母料，备用。

二、制备内层和中间层共挤出膜，包括如下步骤：

1、准备100份第一聚合物(质量比为2:1的PP和PVC的混合物)、2份发泡剂(质量比为1:1的偶氮二异丁腈和4,4'-氧代双苯磺酰肼)，在搅拌机中搅拌均匀，得到内层原材料，备用。

2、准备100份第二聚合物(PVC)、5份气凝胶母料，在搅拌机中搅拌均匀，得到中间层原材料，备用。

3、在三层塑料挤出机中，将内层原材料投入内层料斗内，将中间层原材料分别投入内层料斗两侧的料斗内，进行三层熔融共挤出，挤出机各区温度为200-250℃，挤出得到三层结构的内层和中间层共挤出膜。

调节各层的厚度，使内层的厚度为3μm，内层两侧的中间层的厚度均为1.5μm，内层和中间层共挤出膜的厚度为6μm。

三、镀铝，包括如下步骤：

将内层和中间层共挤出膜，以及99.9％的高纯铝锭分别放于真空蒸镀装置中，在中间层的表面上蒸镀厚度为1μm的铝层，形成外层。

真空蒸镀过程中，工艺参数如下：放卷张力为10N，收卷张力为7N，蒸发温度为800℃，真空度为4*10^-2Pa，蒸镀速度为60m/min。

得到的复合正极集流体记为S2。

实施例3

一、制备气凝胶母料，包括如下步骤：

准备100份第三聚合物(质量比为2:1的乙烯醋酸乙烯酯共聚物和乙烯辛烯共聚物的混合物)、25份气凝胶(质量比为1:2的碳纳米管气凝胶和氧化铝气凝胶的混合物)和30份润滑剂(质量比为1:1的硬脂酸丁酯和油酰胺的混合物)，投入混炼机中，在75℃下混炼2.5h，然后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为170℃，得到气凝胶母料，备用。

二、制备内层和中间层共挤出膜，包括如下步骤：

1、准备100份第一聚合物(质量比为1:2:1的ABS、PP和PE的混合物)、0.5份发泡剂(质量比为1:2的偶氮二异丁腈和4,4'-氧代双苯磺酰肼)，在搅拌机中搅拌均匀，得到内层原材料，备用。

2、准备100份第二聚合物(PVC)、10份气凝胶母料，在搅拌机中搅拌均匀，得到中间层原材料，备用。

3、在三层塑料挤出机中，将内层原材料投入内层料斗内，将中间层原材料分别投入内层料斗两侧的料斗内，进行三层熔融共挤出，挤出机各区温度为180-250℃，挤出得到三层结构的内层和中间层共挤出膜。

调节各层的厚度，使内层的厚度为4μm，内层两侧的中间层的厚度均为1μm，内层和中间层共挤出膜的厚度为6μm。

三、镀铝，包括如下步骤：

真空蒸镀过程中，工艺参数如下：放卷张力为25N，收卷张力为17N，蒸发温度为850℃，真空度为8*10^-2Pa，蒸镀速度为50m/min。

得到的复合正极集流体记为S3。

实施例4

一、制备气凝胶母料，包括如下步骤：

准备100份第三聚合物(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)、1份气凝胶(质量比为1:0.5的碳纳米管气凝胶和二氧化硅气凝胶的混合物)和0.5份润滑剂(乙撑双硬脂酰胺)，投入混炼机中，在75℃下混炼3h，然后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为130℃，得到气凝胶母料，备用。

二、制备内层和中间层共挤出膜，包括如下步骤：

1、准备100份第一聚合物(质量比为1:2的PVC和PP的混合物)、6份发泡剂(N,N'-二甲基-N,N'-二硝基四丁酰胺)，在搅拌机中搅拌均匀，得到内层原材料，备用。

2、准备100份第二聚合物(PVC)、0.4份气凝胶母料，在搅拌机中搅拌均匀，得到中间层原材料，备用。

3、在三层塑料挤出机中，将内层原材料投入内层料斗内，将中间层原材料分别投入内层料斗两侧的料斗内，进行三层熔融共挤出，挤出机各区温度为180-230℃，挤出得到三层结构的内层和中间层共挤出膜。

调节各层的厚度，使内层的厚度为4μm，内层两侧的中间层的厚度均为0.5μm，内层和中间层共挤出膜的厚度为5μm。

三、镀铝，包括如下步骤：

将内层和中间层共挤出膜，以及99.9％的高纯铝锭分别放于真空蒸镀装置中，在中间层的表面上蒸镀厚度为1.5μm的铝层，形成外层。

真空蒸镀过程中，工艺参数如下：放卷张力为20N，收卷张力为15N，蒸发温度为850℃，真空度为8*10^-2Pa，蒸镀速度为50m/min。

得到的复合正极集流体记为S4。

对比例1

取厚度为8μm的PET薄膜，以及99.9％的高纯铝锭分别放于真空蒸镀装置中，在PET薄膜的两侧分别蒸镀厚度为3μm的铝层，形成镀铝层。

得到的复合正极集流体记为B1。

对比例2

1、准备100份第一聚合物(PET)、5份发泡剂(N,N'-二甲基-N,N'-二硝基四丁酰胺)，在搅拌机中搅拌均匀，然后投螺杆挤出机的料斗内，进行熔融挤出，挤出机各区温度为250-280℃，得到厚度为6μm的塑料薄膜。

2、镀铝，包括如下步骤：

将塑料薄膜，以及99.9％的高纯铝锭分别放于真空蒸镀装置中，在塑料薄膜的两侧表面上分别蒸镀厚度为1μm的铝层，形成镀铝层。

真空蒸镀过程中，工艺参数如下：放卷张力为15N，收卷张力为9N，蒸发温度为650℃，真空度为5*10^-2Pa，蒸镀速度为20m/min。

得到的复合正极集流体记为B2。

对比例3

制造8μm的传统铝箔正极集流体，包括如下步骤：

(1)电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量30％的铝锭，控制熔体温度为770℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.15％，Fe:0.48％，Cu:0.13％，Mn:1.3％，Ti:0.03％、余量为Al；采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂进行精炼，充分搅拌均勻，精炼时间为9分钟，然后静置20分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为755℃；将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为4.0mm的坯料；

(2)原料经精炼、铸轧后得到厚度为4.0mm的坯料；

(3)将步骤(2)得到的坯料冷轧至4.0mm厚度后进行均勻化退火，均勻化退火温度为470℃，退火时间为25小时；

(4)将均匀化退火后的坯料冷轧至0.8mm厚度，然后进行再结晶退火，再结晶退火的温度为300℃，退火时间为15小时；

(5)将再结晶退火后的坯料轧至8μm铝箔，最终正极集流体记为B3。

对上述实施例1-4和对比例1-2中得到的正极集流体S1-S4和B1-B2进行剥离强度测试，测试方法为：将双面胶带粘贴于钢板上，将待测正极集流体的镀铝层面贴于双面胶带上，正极集流体、双面胶带和钢板之间互相平行，然后将钢板的下端固定在拉伸试验机的下夹具上，正极集流体上未粘贴胶带的一端夹于拉伸试验机的上夹具上，启动拉伸试验机，进行拉伸试验，记录正极集流体发生剥离时的剥离强度，即为正极集流体中镀铝层与气凝胶层之间的剥离强度，测试结果如表1所示。

表1正极集流体S1-S4和B1-B2的剥离强度

由表1可看出，采用本发明的方法得到的复合正极集流体具有较高的剥离强度，复合正极集流体的机械性能更好。

制备锂电池，参考中国发明专利申请CN110212201A(电芯、电池极片及其制备方法、电池)中的方法，购买锂电池的其他材料，例如正极活性材料、隔膜等，使用上述实施例和对比例中得到的正极集流体S1-S4和B1-B3，制作容量为100Ah的锂电池，分别记为L1-L4和B1-B3，用于性能测试。

计算锂电池的能量密度，并参照GB/T 31485-2015的方法，采用8mm钢针进行穿刺试验，试验结果如表2所示。

表2锂电池L1-L4和B1-B3的试验测试结果

产品编号	能量密度(Wh/Kg)	穿刺测试
			S1	237	不起火、不爆炸
S2	240	不起火、不爆炸
			S3	242	不起火、不爆炸
S4	230	不起火、不爆炸
			B1	193	不起火、不爆炸
B2	202	不起火、不爆炸
			B3	180	起火、爆炸

由表2可看出，采用本发明的方法得到的复合正极集流体具有较高的能量密度，且在受到穿刺时，锂电池不会发生起火和爆炸，安全性能高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制发明，凡在本发明的设计构思之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轻量化安全型复合正极集流体，其特征在于：所述轻量化安全型复合正极集流体为多层片状结构，从内至外依次包括内层、中间层和外层，内层为发泡聚合物层，中间层为气凝胶层，外层为镀铝层；所述中间层的原材料包括聚合物和气凝胶；

所述内层的原材料包括第一聚合物和发泡剂；其中发泡剂的用量为第一聚合物质量的0.5-5％；所述发泡剂为有机发泡剂，所述有机发泡剂包括偶氮类化合物、磺酰肼类化合物和亚硝基类化合物中的一种或几种的混合物；

所述中间层的原材料包括第二聚合物和气凝胶母料；其中气凝胶母料的用量为第二聚合物质量的0.6-10％；所述气凝胶母料的原材料包括第三聚合物、气凝胶和润滑剂；其中第三聚合物、气凝胶和润滑剂的用量质量比为100:2-25:1-30；所述第三聚合物选自乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物和乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种的混合物；

所述气凝胶选自碳气凝胶、碳纳米管气凝胶和石墨烯气凝胶中的一种或几种，并搭配氧化物气凝胶和/或硅气凝胶，且碳气凝胶、碳纳米管气凝胶和石墨烯气凝胶中的一种或几种，以及氧化物气凝胶和/或硅气凝胶的质量比为1:0.5-2。

2.如权利要求1所述的轻量化安全型复合正极集流体，其特征在于：所述第一聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丁烯和聚4-甲基-1-戊烯中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的轻量化安全型复合正极集流体，其特征在于：所述第二聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丁烯和聚4-甲基-1-戊烯中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1所述的轻量化安全型复合正极集流体，其特征在于：所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺和聚乙二醇中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1-4中任一项所述的轻量化安全型复合正极集流体，其特征在于：制备轻量化安全型复合正极集流体的过程中，首先将内层和中间层采用熔融共挤的方法得到共挤出膜，然后在共挤出膜的外部镀铝，形成外层。