CN218525607U - 一种集流体及使用该集流体的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的一种集流体和应该集流体的锂离子电池，集流体包括：导电非金属层、以及设置在所述导电非金属层上下两面的第一金属层。本实用新型实施例中，由于导电非金属层具有良好的导电性能，可以通过镀膜的方式在导电非金属层的上下两面镀上金属层，大大的减少了生产集流体的生产成本，也提高了集流体的导电性能。另外，锂离子电池包括：铝塑包装膜、以及设置铝塑包装膜内部的正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其中，正极极片包括集流体以及在集流体的外表面涂覆的正极活性材料；负极极片包括集流体以及在集流体的外表面涂覆的负极活性材料。本实用新型实施例提供的锂离子电池，不仅导电性能强，而且内阻较小。

Description

一种集流体及使用该集流体的锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种集流体及使用该集流体的锂离子电池。

背景技术

集流体的意思是汇聚电流，因此在锂离子电池中是一个非常重要的装置，现有的集流体往往包括塑料薄膜层和金属层。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现在大多数塑料薄膜用蒸镀或者磁控溅射的方式镀膜，然后才能用酸性镀膜或者碱性镀膜，这样的方式导致成本很高，并且由于塑料薄膜的熔点低，因此很容易在蒸镀或者磁控溅射的过程中被高温粒子所击穿，塑料薄膜的导电性能也不好。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种集流体及使用该集流体的锂离子电池，以解决现有技术中存在的缺点。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种集流体，所述集流体包括：导电非金属层、以及设置在所述导电非金属层上下两面的第一金属层。

在一些可能的实施方式中，所述集流体还包括分别设置在所述第一金属层外表面的第二金属层。

在一些可能的实施方式中，所述第一金属层和所述第二金属层均为金属铝层或金属铜层；

所述第一金属层通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀和/或水电镀中任意一种或多种方式镀在所述导电非金属层的上下两面；

所述第二金属层通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀和/或水电镀中任意一种或多种方式镀在所述第一金属层的外表面。

在一些可能的实施方式中，所述导电非金属层为碳薄膜或石墨纸。

在一些可能的实施方式中，所述碳薄膜或石墨纸的厚度为1um-6um。

在一些可能的实施方式中，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为100nm-2um。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括铝塑包装膜、以及设置所述铝塑包装膜内部的正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其中，

所述正极极片包括：所述的集流体以及在所述集流体的外表面涂覆的正极活性材料；

所述负极极片包括：所述的集流体以及在所述集流体的外表面涂覆的负极活性材料。

在一些可能的实施方式中，所述正极活性材料为锂钴氧化物、锂镍氧化物或锂锰氧化物；

所述负极活性材料为石墨。

在一些可能的实施方式中，所述正极极片上设置有正极极耳，所述负极极片上设置有负极极耳。

在一些可能的实施方式中，所述隔膜设置在所述正极极片和所述负极极片之间。

上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种集流体和应该集流体的锂离子电池，集流体包括：导电非金属层、以及设置在所述导电非金属层上下两面的第一金属层。本实用新型实施例中，由于导电非金属层具有良好的导电性能，可以通过镀膜的方式在导电非金属层的上下两面镀上金属层，大大的减少了生产集流体的生产成本，也提高了集流体的导电性能。另外，锂离子电池包括：铝塑包装膜、以及设置铝塑包装膜内部的正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其中，正极极片包括集流体以及在集流体的外表面涂覆的正极活性材料；负极极片包括集流体以及在集流体的外表面涂覆的负极活性材料。本实用新型实施例提供的锂离子电池，不仅导电性能强，而且内阻较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的第一种集流体的局部剖视图；

图2为本实用新型提出的第二种集流体的局部剖视图；

图3为本实用新型提出的一种集流体锂离子电池的结构图。

图例说明：

1、集流体；11、导电非金属层；12、第一金属层；13、第二金属层；

2、锂离子电池；20、铝塑包装膜；21、正极极片；211、正极极耳；22、负极极片；221、负极极耳；23、隔膜；24、绝缘片。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种集流体1，包括：导电非金属层11、以及设置在导电非金属层11上下两面的第一金属层12。本实用新型实施例中，由于导电非金属层11具有良好的导电性能，可以通过镀膜的方式在导电非金属层11的上下两面镀上金属层，大大减少了生产集流体1的生产成本，也提高了集流体1的导电性能。

如图2所示，在一些实施例中，集流体1还包括分别设置在上下两面的第一金属层12外表面的第二金属层13。具体的，为了进一步增加集流体1的导电性能，可以通过镀膜的方式在第一金属层12的外表面上再次镀上一层第二金属层13，来增加集流体1上金属层的厚度以及金属层与导电非金属层11之间的紧密性，提高集流体1的导电性能。

在一些实施例中，第一金属层12和第二金属层13均可以为金属铝层或金属铜层；第一金属层12通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀镀和/或水电镀中任意一种或多种方式镀在导电非金属层11的上下两面；第二金属层13可以通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀镀和/或水电镀中任意一种或多种方式镀在第一金属层12的外表面。

具体的，第一金属层12为金属铝时，可以通过真空蒸镀或者磁控溅射的方式将铝金属层积在导电非金属层11上，也可以先采用真空蒸镀的方式将第一金属层12蒸镀在导电非金属层11上，然后再通过磁控溅射镀膜的方式再次在导电非金属层11上进行溅射镀膜，不仅增加了第一金属层12的厚度，同时极大的增加了第一金属层12的紧密性。当然，如果为了增加集流体1的导电性能，还可以通过化学镀或者水电镀的方式在集流体1的外表面在镀上第二金属层13，来增加集流体1表面的金属层的厚度，提高集流体 1的导电性能。

当第一金属层12为金属铜时，可以通过化学镀的方式将金属铜镀在导电非金属层11上，其中，化学镀铜的原理为：在具有催化活性的表面上，在还原剂的作用下使铜离子还原析出，例如，还原(阴极)反应：CuL2++2e-→Cu+L，氧化(阳极)反应：R→O+ 2e-；也可以通过水电镀的方式在导电非金属层11的上下表面电镀上第一金属层12，也可以先通过化学镀和水电镀联合镀的方式(即先使用化学镀设备进行化学镀后再通过水电镀设备进行电镀)在导电非金属层11的上下表面电镀上第一金属层12。当然，为了增加集流体1上的金属层的厚度，也可以在导电非金属层11的上下表面电镀上第一金属层 12上通过真空蒸镀和/或磁控溅射镀的方式在第一金属层12的外表面镀上第二金属层 13，不仅增加了金属层的厚度，还可以提高金属层的紧密性。

本实施例中提供的集流体1，不仅可以减少生产成本，也可以获得不一样的金属镀层效果，可以针对不同的材料，通过不同的镀膜方式使得金属层在微观层面的效果有所不同。

在一些实施例中，导电非金属层11为碳薄膜或石墨纸，优选的，碳薄膜或石墨纸的厚度为1um-6um。碳薄膜或者石墨纸在经过化学镀后和电镀后，可以再经过真空蒸镀或者磁控溅射镀，当然也可以直接在碳薄膜或者石墨纸上进行磁控溅射镀或者真空蒸镀，

此时，将经过磁控溅射镀或者真空蒸镀碳薄膜或者石墨纸再经过化学镀或者电镀，然后再经过磁控溅射或者真空蒸镀等。

本实施例主要通过碳薄膜或者石墨纸作为基地材料，由于碳薄膜或者石墨纸具有导电功能，可以直接在化学镀槽中或者水镀槽中进行镀膜，大大的减少了生产集流体的成本，也提高了导电性能。

在一些实施例中，第一金属层12和第二金属层13的厚度均为100nm-2um。当第一金属层12采用真空蒸镀或磁控溅射镀时，其厚度比较小；但是当通过化学镀或者水电镀的方式镀膜时，金属层的厚度就比较大。本实施例中可以通过不同的镀膜方式灵活的控制集流体1表面的金属层的厚度。

本实用新型实施例中，通过碳薄膜或者石墨纸作为导电非金属层11的材料，由于碳薄膜或者石墨纸具有导电功能，可以直接在化学镀槽中或者水镀槽中进行镀膜，显著减少了生产集流体1的成本，也可以在真空蒸镀室或者磁控溅射镀膜设备中进行真空蒸镀或溅射镀膜，增加了金属层的紧密型，由于碳薄膜或者石墨纸导电功能较强，配合金属铜或金属铝，不仅极大的提高了集流体1的导电性能，而且不会形成孔洞。

实施例二

如图3所示，本实用新型实施例还提供一种锂离子电池2，该锂离子电池2包括：铝塑包装膜20、以及设置铝塑包装膜20内部的正极极片21、负极极片22、隔膜23和电解液；其中，正极极片21包括：集流体1以及在集流体1的外表面涂覆的正极活性材料或材料层；负极极片22包括：集流体1以及在集流体1的外表面涂覆的负极活性材料或材料层。

作为一个举例说明，集流体1的外表面的金属层为金属铝时，在该金属铝层上涂覆上正极活性材料，比如锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物等任意一种材料构成正极极片21。当本实施例的集流体1的外表面的金属层为金属铜时，在该金属铜层上涂覆上负极活性材料，比如石墨等，可以构成负极极片22。本实施例中的电解液可以为通常的电解液，本实施例不做具体限制。

本实施例中的隔膜23设置在正极极片21和负极极片22之间，其中隔膜23的材质可以为PP、PET等材料。

本实用新型实施例中，在正极极片21上设置有正极极耳211，在负极极片22上设置有负极极耳221，通过正极极耳211和负极极耳221将电引出来形成回路。另外，可以在正极极耳211和负极极耳221与铝塑包装膜20之间设置绝缘片24，避免正极极耳211 和负极极耳221与铝塑包装膜20之间发生短路。

本实用新型提供的锂离子电池，不仅具有良好的导电性能，而且还能够减小电池的内阻，提高电池的使用寿命。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种集流体(1)，其特征在于，所述集流体(1)包括：导电非金属层(11)、以及设置在所述导电非金属层(11)上下两面的第一金属层(12)；所述集流体(1)还包括分别设置在所述第一金属层(12)的外表面的第二金属层(13)；

所述第一金属层(12)通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀、水电镀中任意一种或多种方式镀在所述导电非金属层(11)的上下两面；

所述第二金属层(13)通过真空蒸镀、磁控溅射镀、化学镀、水电镀中任意一种或多种方式镀在所述第一金属层(12)的外表面；

所述第一金属层(12)和所述第二金属层(13)均为金属铝层或金属铜层；

所述导电非金属层(11)为碳薄膜或石墨纸。

2.根据权利要求1所述的一种集流体(1)，其特征在于，所述碳薄膜或石墨纸的厚度为1um-6um。

3.根据权利要求2所述的一种集流体(1)，其特征在于，所述第一金属层(12)和所述第二金属层(13)的厚度均为100nm-2um。

4.一种锂离子电池(2)，其特征在于，所述锂离子电池(2)包括铝塑包装膜(20)、以及设置所述铝塑包装膜(20)内部的正极极片(21)、负极极片(22)、隔膜(23)和电解液，其中，

所述正极极片(21)包括：权利要求1-3任意一项所述的集流体(1)以及在所述集流体(1)的外表面涂覆的正极活性材料；

所述负极极片(22)包括：权利要求1-3任意一项所述的集流体(1)以及在所述集流体(1)的外表面涂覆的负极活性材料。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池(2)，其特征在于，

所述正极活性材料为锂钴氧化物、锂镍氧化物或锂锰氧化物；

所述负极活性材料为石墨。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池(2)，其特征在于，

所述正极极片(21)上设置有正极极耳(211)，所述负极极片(22)上设置有负极极耳(221)。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池(2)，其特征在于，

所述隔膜(23)设置在所述正极极片(21)和所述负极极片(22)之间。

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