CN219832702U - 一种复合集流体、极片和锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合集流体、极片和锂离子电池，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度。本申请提供的复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。

Description

一种复合集流体、极片和锂离子电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地说，它涉及一种复合集流体、极片和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因为其高能量密度、高容量、高续航和高安全性能等优点被广泛应用于移动设备以及新能源汽车等领域。然而，锂离子电池在一些极端情况下(如针刺、挤压、撞击等)会导致电池内部短路引起热失控从而引发安全事故，因此改善锂离子电池的安全性能受到越来越高的关注。

现有技术中，锂离子电池的集流体通常采用金属箔材，在电池内部发生短路的情况下无法切断电源，会导致热量聚集最终引起热失控。为了解决这一问题，一些研究者采用复合箔材代替金属箔材作为锂离子电池的集流体，复合箔材作为集流体在电池内部发生短路时会收缩，从而降低了电池内部的持续短路，提高了锂离子电池的热稳定性。复合箔材通常为在两侧金属层中添加一层高分子基材层，这种结构的复合箔材电阻较大，导电性能差，从而会影响锂离子电池的正常使用。

因此，急需一种导电性能良好且安全性能高的复合集流体。

发明内容

本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，该复合集流体的导电性能良好且安全性能高。

为解决上述一个或多个技术问题，本申请采用的技术方案是：

第一方面，本申请提供了一种复合集流体，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度。

进一步的，所述高分子基体层两面均设置有所述粘合层，所述粘合层上均设置有所述金属层。

进一步的，所述铝珠至少包括两种，两种所述铝珠的粒径大小不相同，粒径较大的所述铝珠在所述高分子基体层中形成导通电路，粒径较小的所述铝珠用于提供电子电导。

进一步的，所述高分子基体层的厚度为5-15μm。

进一步的，所述高分子基体层包括聚对苯二甲酸乙二酯层。

进一步的，所述金属层的材料包括铜、铝中的至少一种。

进一步的，所述金属层的厚度为1-3μm。

进一步的，所述复合集流体的厚度为18-22μm。

第二方面，本申请还提供了一种复合集流体的制备方法，所述方法包括：

将铝珠与高分子粉末混合均匀，熔融挤出成型，形成掺杂有所述铝珠的高分子基体层；

将粘合剂涂覆到所述高分子基体层的至少一面形成具有粘合层的高分子基体层；

将金属蒸镀到所述粘合层表面形成金属层。

第三方面，本申请还提供了一种极片，所述极片包括上述的复合集流体以及覆盖在所述复合集流体表面的活性材料层，所述极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铝，所述负极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铜。

第四方面，本申请还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜以及电解质，所述正极极片、所述负极极片为上述的正极极片和负极极片。

根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。

另外，在高分子基体层的至少一面设置粘合层，一方面可以提高高分子基体层与金属层之间的粘结力，另一方面，粘合层覆盖了高分子基体层表面，防止共混时覆盖在高分子基体层内的铝珠暴露在高分子基体层表面直接与金属层接触。

当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例一提供的复合集流体的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的复合集流体的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如背景技术所述，采用复合箔材代替金属箔材作为锂离子电池的集流体虽然可以降低电池内部的持续短路，提高锂离子电池的热稳定性，但是复合箔材通常为在两侧金属层中添加一层高分子基材层，这种结构的复合箔材电阻较大，导电性能差，从而会影响锂离子电池的正常使用。对此，本申请提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。

以下将通过具体实施例进行介绍。

实施例一

针对上述问题，本申请实施例创造性地提出了一种复合集流体。图1为本申请实施例一提供的复合集流体的结构示意图。如图1所示，所述复合集流体包括高分子基体层100、设置在所述高分子基体层100一面的粘合层200以及设置在所述粘合层200一面的金属层300，所述高分子基体层100内设置有铝珠400。

高分子基体层100的作用是当锂离子电池发生针刺时，利用其自身的延伸性，发生熔融而使极片破损，由此阻断电池内部的电子通路，防止内短路。另外，由于高分子基体层100的质量较轻，可以减轻复合集流体的重量，提高锂离子电池的能量密度。

本申请实施例中，所述高分子基体层100包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚亚甲基萘、聚偏氟乙烯、聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、孵化橡胶、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯中的一种或多种。

如果高分子基体层100的厚度过小，当遭遇针刺或撞击时，其容易被戳破，不能解决针刺等导致电池短路的问题，而高分子基体层100的厚度过大，则会导致电池内阻增大，电池性能变差。本申请实施例中，所述高分子基体层的厚度为5-15μm，具体地，所述高分子基体层的厚度可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15μm，以及上述点值之间的具体点值，优选为7-10μm，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

虽然通过在复合集流体中设置高分子基体层100可以有效解决电池在针刺、挤压、撞击等情况下导致电池内部短路引起热失控的问题，但是由于复合集流体中含有高分子基体层100，导致电流传输受到高分子基体层100的影响，从而导致复合集流体的电阻变大，导电性能差，从而影响锂离子电池的正常使用。本申请通过在高分子基体层100内设置铝珠400来解决这一问题，当在高分子基体层100内设置铝珠400，电子不仅可以通过金属层300进行传导，还可以通过内部的铝珠400进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。进一步的，所述铝珠400的粒径小于所述高分子基体层100的厚度，所述铝珠400至少包括两种，两种铝珠400的粒径大小不相同，粒径较大的铝珠400在高分子基体层100中形成导通电路，粒径较小的铝珠400用于提供电子电导。

高分子基体层100的一面还设置有粘合层200，在高分子基体层100的一面设置粘合层200，一方面可以提高高分子基体层100与金属层300之间的粘结力，另一方面，粘合层200覆盖了高分子基体层100的一个表面，防止共混时覆盖在高分子基体层100内的铝珠400暴露在高分子基体层100表面直接与金属层300接触，从而造成集流体状态不佳。

粘合层200的一面还设置有金属层300，所述金属层300可以通过蒸镀的方法形成于粘合层200上。本申请实施例中，金属层300的材料包括铜、铝中的至少一种。金属层300主要用于对电极中活性物质产生的电流进行汇集并且向外导通，金属层300的厚度过高，不利于电池的能量密度的提升，而如果金属层300的厚度太小，则导电和集流的效果太差，并且也容易在极片加工工艺等过程中发生破损。所述金属层300的厚度为1-3μm，具体地，所述金属层300的厚度可以为1、1.5、2、2.5或3μm，以及上述点值之间的具体点值，优选为2μm，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

本申请还提供了一种复合集流体的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将铝珠400与高分子粉末混合均匀，熔融挤出成型，形成掺杂有所述铝珠400的高分子基体层100。

具体的，所述高分子粉末为聚对苯二甲酸乙二酯粉末。

S2：将粘合剂涂覆到所述高分子基体层100的至少一面形成具有粘合层的高分子基体层。

可以通过喷涂的方法将粘合剂涂覆在高分子基体层100上，本申请实施例中，所述粘合剂为AQUATEX MC-3100，其中，所述粘合剂中的固化物含量为50％。具体实施时，将粘合剂以4g/m²的浓度喷涂到高分子基体层100的至少一面形成粘合层200，然后将粘合层200与高分子基体层100在75℃，压力为0.3MPa下进行压合，压合后高分子基体层100和粘合层200的厚度为15-17μm，优选为16μm。

S3：在粘合层200表面蒸镀金属层300。

具体实施时，首先采用激光进行打孔，孔径为100μm，孔距为0.5mm。打完孔以后进行表面蒸镀，调整蒸发源与金属箔之间的距离为10cm，将金属箔在温度为1300℃，压力为10^-3Pa的条件下蒸镀到S2所得的具有粘合层的高分子基体层上形成复合集流体，所述复合集流体的厚度为18-22μm，优选为20μm，所述金属层300的厚度为1-3μm，优选为2μm。

实施例二

实施例二和实施例一的区别在于高分子基体层100两面均设置有粘合层200，粘合层200上均设置有金属层300。

图2为本申请实施例二提供的复合集流体的结构示意图。如图2所示，所述复合集流体包括高分子基体层100、设置在高分子基体层100两面的粘合层200以及设置在所述粘合层200上的金属层300，高分子基体层100内设置有铝珠400。

关于实施例二中的未详述部分，可以参见前述实施例的记载，这里不再赘述。

实施例三

本申请还提供了一种极片，所述极片包括上述的复合集流体以及覆盖在所述复合集流体表面的活性材料层，所述极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铝，所述负极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铜。

进一步的，所述正极极片包括正极集流体以及覆盖在所述正极集流体表面的正极活性材料层，所述正极集流体为上述的复合集流体。

所述正极活性材料层可以包含正极活性材料。

所述正极活性材料是能够使锂可逆地嵌入和脱嵌的化合物，具体地，可以包含锂过渡金属复合氧化物，其含有锂和其他选自由镍、钴、锰和铝组成的组中的至少一种过渡金属；优选地，可以为包含锂及镍、钴或锰等过渡金属。

更具体地，所述锂过渡金属复合氧化物可以是锂锰类氧化物(例如LiMnO₂、LiMn₂O₄等)、锂钴类氧化物(例如LiCoO₂等)、锂镍类氧化物(例如LiNiO₂等)、锂镍锰类氧化物(例如LiN小yMnyO₂(其中0＜y＜1)、LiMn_2-zNi_zO₄(其中0＜z＜2)等)、锂镍钴类氧化物(例如LiNi_1-y1Co_y1O₂(其中0＜y1＜1)等)、锂锰钴类氧化物(例如LiCo_1-y2Mn_y2O₂(其中0＜y2＜1)、LiMn_2-z1Co_z1O₄(其中0＜z1＜2)等)、锂镍锰钴类氧化物(例如Li(Ni_pCo_qMn_r1)O2(其中0＜p＜1，0＜q＜1，0＜r1＜1，p+q+r1＝1)、或锂镍钴过渡金属(M)氧化物(例如Li(Ni_p2Co_q2Mn_r3AS₂)O₂(其中M选自由Al、Fe、V、Cr、Ti、Ta、Mg和Mo组成的组，p2、q2、r3和s2各自是独立元素的原子分数，并且0＜p2＜1、0＜q2＜1、0＜r3＜1、0＜s2＜1、p2+q2+r3+s2＝1)等)等，并且可以包含其任一种或其两种以上的化合物。这些当中，从能够增加电池的容量和稳定性的方面而言，所述锂过渡金属复合氧化物可以是LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂、锂镍锰钴氧化物(例如Li(Ni_0.6Mn_0.2Co_0.2)O₂、Li(Ni_0.5Mn_0.3Co_0.2)O₂、Li(Ni_0.7Mn_0.15Co_0.15)O₂或LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1)O₂等、或锂镍钴铝氧化物(例如Li(Ni_0.8Co_0.15Al_0.05)O₂等)等。当考虑根据对形成锂过渡金属复合氧化物的构成元素的类型和含量比进行控制而得到的显著改善效果时，所述锂过渡金属复合氧化物可以是Li(Ni_0.6Mn_0.2Co_0.2)O₂、Li(Ni_0.5Mn_0.3Co_0.2)O₂、Li(Ni_0.7Mn_0.15Co_0.15)O₂或Li(Ni_0.8Mn_0.1Co_0.1)O₂等，并且可以使用其任一种或其两种以上的混合物。

正极活性材料层中包含的所述正极活性材料的量可以为80wt％至99wt％，优选92wt％至98.5wt％。

除了含有上述正极活性材料之外，所述正极活性材料层还可以包含正极粘结剂和/或正极导电材料。

所述正极粘结剂是用来活性材料、导电材料以及集流体等组分粘结在一起，具体地，可以包含选自由聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-丁二烯橡胶和氟橡胶组成的组中的至少一种，优选聚偏二氟乙烯。

所述正极活性材料层中包含的正极粘结剂的量可以为1wt％至20wt％，优选1.2wt％至10wt％。

所述导电材料主要用于辅助和改善二次电池中的导电性，并且没有特别限制，只要其具有导电性而不引起化学变化即可。具体地，所述导电材料可以包含石墨，例如天然石墨或人造石墨；碳类材料，例如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热裂法炭黑；导电纤维，例如碳纤维和金属纤维；导电管，例如碳纳米管；金属粉末，例如碳氟化合物粉末、铝粉末和镍粉末；导电晶须，例如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，例如钛氧化物；以及聚亚苯基衍生物，并且从改善导电性的方面而言，可优选包含炭黑。

所述正极导电材料的比表面积可以为80m²/g至200m²/g，优选100m²/g至150m²/g。

所述正极活性材料层中包含的正极导电材料的量可以为1wt％至20wt％，优选1.2wt％至10wt％。

所述正极活性材料层的厚度可以为30μm至400μm，优选50μm至110μm。

所述正极可通过在正极集流体上涂覆包含正极活性材料和选择性的正极粘结剂、正极导电材料以及正极浆料形成用溶剂的正极浆料，然后进行干燥和辊压来制造。

所述正极浆料形成用溶剂可以包含有机溶剂，例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，并且用量可以为使得当包含正极活性材料并选择性地包含正极粘合剂、正极导电材料等时获得优选的粘度。例如，正极浆料中包含的所述正极浆料形成用溶剂的量可以为使得包含正极活性材料、并选择性地包含正极粘合剂和正极导电材料的固体的浓度为50wt％至95wt％，优选70wt％％至90wt％。

进一步的，所述负极极片包括负极集流体以及覆盖在所述负极集流体表面的负极活性材料层，所述负极集流体为上述的复合集流体。

所述负极活性材料层包括负极粘结剂、负极活性物质和负极导电剂。所述负极粘结剂包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、丁腈橡胶(NBR)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物(SBS)、聚丙烯酸锂(LiPAA)、聚丙烯酸钠(NaPAA)、海藻酸钠、海藻酸锂等，用户可以根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。所述负极活性物质包括但不限于石墨、软碳、硬碳、硅氧或硅碳等，用户可以根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。所述负极导电剂包括但不限于导电炭黑、碳纳米管、气相生长碳纳米管或纳米碳纤维等，用户可以根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。

关于实施例三中的未详述部分，可以参见前述实施例的记载，这里不再赘述。

实施例四

本申请还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜以及电解质，所述正极极片、所述负极极片为上述的正极极片和负极极片。

隔膜的主要作用是将负极和正极隔开并提供锂离子的移动路径。可以使用任何隔膜而没有特别限制，只要它是二次电池中常用的隔膜即可。特别地，优选具有优异的电解质润湿性并且对电解质中的离子移动阻力低的隔膜。具体地，可以使用多孔聚合物膜，例如，使用聚烯烃类聚合物例如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物制造的多孔聚合物膜，或具有其两层以上的层压结构。并且，可以使用典型的多孔无纺布，例如，由具有高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等形成的无纺布。此外，可以使用包含陶瓷组分或聚合物材料的涂覆隔膜来确保耐热性或机械强度，并且可以选择性地以单层或多层结构使用。

本申请对电解质的种类没有特别限定，在不违背本申请发明构思的基础上，任何已知的电解质材料均能用于本申请中。作为示意性的举例，电解质可以是液态电解质、固态电解质或固态电解质与液态电解质的混合形式。

另外，本发明中使用的电解质可以是可用于二次电池的制造的有机液体电解质、无机液体电解质、固体聚合物电解质、凝胶型聚合物电解质、固体无机电解质、熔融型无机电解质等，但是不限于此。

具体地，所述电解质可以包含有机溶剂和锂盐。

可以使用任何有机溶剂而没有特别的限制，只要它可以充当参与电池的电化学反应的离子可移动穿过的介质即可。具体地，作为所述有机溶剂，可以使用酯类溶剂，例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯和E-己内酯；醚类溶剂，例如二丁醚或四氢呋喃；酮类溶剂，例如环己酮；芳族烃类溶剂，例如苯和氟苯；碳酸酯类溶剂，例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)和碳酸亚丙酯(PC)；醇类溶剂，例如乙醇和异丙醇；腈例如R-CN(其中R是直链、支链或环状的C2-C20烃基团，并可包含双键芳族环或醚键)；酰胺，例如二甲基甲酰胺；二氧戊环，例如1，3-二氧戊环；或环丁砜。在上述溶剂当中，碳酸酯类溶剂是优选的，并且可以增加电池的充电/放电性能的具有高离子传导性和高介电常数的环状碳酸酯(例如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)和低粘度线性碳酸酯类化合物(例如碳酸乙甲酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯)的混合物是更优选的。在这种情况下，当所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯以约1∶1至约1∶9的体积比混合时，电解质的性能可能是优异的。

任何化合物均可以用作所述锂盐而没有特别限制，只要它可以提供锂二次电池中所用的锂离子即可。具体地，LiPF₆、LiClO₄、LiAsF₆、LiBF₄、LiSbF₆、LiAlO₄、LiAlCl₄、LiCF₃SO₃、LiC₄F₉SO₃、LiN(C₂F₅SO₃)₂、LiN(C₂F₅SO₂)₂、LiN(CF₃SO₂)₂、LiCl、LiI、LiB(C₂O₄)₂等可用作所述锂盐。所述锂盐的使用浓度范围可以为0.1-2.0M。当所述锂盐的浓度在上述范围内时，所述电解质具有合适的导电性和粘度，从而表现出优异的性能，并且锂离子可以有效地移动。

作为一种实施方式，电解质可以是固态电解质，固态电解质颗粒可包含一种或多种聚合物的组分、氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质、硼酸盐固态电解质、氮化物固态电解质或氢化物固态电解质。当使用聚合物颗粒时，应采用锂盐进行复核。作为一种实施方式，基于聚合物的组分可包含选自包括以下各者的组的一种或多种聚合物材料：聚乙二醇、聚环氧乙烷(PEO)、聚(对苯醚)(PPO)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚氯乙烯(PVC)以及它们的组合。可以理解的是，聚合物材料高的离子电导率对整体固态电解质材料的性能是有利的，优选地，聚合物材料应具有大于或等于10-4S/cm的离子电导率。

作为一种实施方式，氧化物颗粒可包含一种或多种石榴石陶瓷、LISICON型氧化物、NASICON型氧化物和钙钛矿型陶瓷。作为示意性的举例，石榴石陶瓷可选自包括以下各者的组：Li_6.5La₃Zr_1.75Te_0.25O₁₂、Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_6.2Ga_0.3La_2.95Rb_0.05Zr₂O₁₂、Li_6.85La_2.9Ca_0.1Zr_1.75Nb_0.25O₁₂、Li_6.25Al_0.25La₃Zr₂O₁₂、Li_6.75La₃Zr_1.75Nb_0.25O₁₂、Li_6.75La₃Zr_1.75Nb_0.25O₁₂以及它们的组合。LISICON型氧化物可选自包括以下各者的组：Li₁₄Zn(GeO₄)₄、Li_3+x(P_1-xSi_x)O₄(其中0＜x＜1)、Li_3+xGe_xV_1-xO₄(其中0＜x＜1)以及它们的组合。NASICON型氧化物可由LiMM′(PO₄)₃定义，其中M和M′独立地选自Al、Ge、Ti、Sn、Hf、Zr和La。优选地，NASICON型氧化物可选自包括以下各者的组：Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃(LAGP)(其中0≤x≤2)、Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(LATP)(其中0≤x≤2)、Li_1+xY_xZr_2-x(PO₄)₃(LYZP)(其中0≤x≤2)、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃、LiTi₂(PO₄)₃、LiGeTi(PO₄)₃、LiGe₂(PO₄)₃、LiHf₂(PO₄)₃以及它们的组合。一种或多种钙钛矿型陶瓷可选自包括以下各者的组：Li_3.3La_0.53TiO₃、LiSr_1.65Zr_1.3Ta_1.7O₉、Li_2x-ySr_1-xTa_yZr_1-yO₃(其中x＝0.75y且0.60＜y＜0.75)、Li_3/8Sr_7/16Nb_{3/ 4}Zr_1/4O₃、Li_3xLa(2/3-x)TiO₃(其中0＜x＜0.25)以及它们的组合。优选地，一种或多种基于氧化物的材料可具有大于或等于约10-5S/cm至小于或等于约10-1S/cm的离子电导率。

硫化物固态电解质选自包括以下各者的组的一种或多种基于硫化物的材料：Li₂S-P₂S₅、Li₂S-P₂S₅-MSx(其中M是Si、Ge和Sn且0≤x≤2)、Li_3.4Si_0.4P_0.6S₄、Li₁₀GeP₂S_11.7O_0.3、Li_9.6P₃S₁₂、Li₇P₃S₁₁、Li₉P₃S₉O₃、Li_10.35Si_1.35P_1.65S₁₂、Li_9.81Sn_0.81P_2.19S₁₂、Li₁₀(Si_0.5Ge_0.5)P₂S₁₂、Li(Ge_0.5Sn_0.5)P₂S₁₂、Li(Si_0.5Sn_0.5)PsS₁₂、Li₁₀GeP₂S₁₂(LGPS)、Li₆PS₅X(其中X是Cl、Br或I)、Li₇P₂S₈I、Li_10.35Ge_1.35P_1.65S₁₂、Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄、Li₁₀SnP₂S₁₂、Li₁₀SiP₂S₁₂、Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7C_10.3、(1-x)P₂S₅-_xLi₂S(其中0.5≤x≤0.7)以及它们的组合。

卤化物固态电解质可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于卤化物的材料：Li₂CdCl₄、Li₂MgCl₄、Li₂CdI₄、Li₂ZnI₄、Li₃OCl、LiI、Li₅ZnI₄、Li₃OCl_1-xBr_x(其中0＜x＜1)以及它们的组合。

硼酸盐固态电解质选自包括以下各者的组的一种或多种基于硼酸盐的材料：Li₂B₄O₇、Li₂O-(B₂O₃)-(P₂O₅)以及它们的组合。

氮化物固态电解质可选自包括以下各者的组的一种或多种基于氮化物的材料：Li₃N、Li₇PN₄、LiSi₂N₃、LiPON以及它们的组合。

氢化物固态电解质可选自包括以下各者的组的一种或多种基于氢化物的材料：Li₃AlH₆、LiBH₄、LiBH₄-LiX(其中X是Cl、Br和I中的一者)、LiNH₂、Li₂NH、LiBH₄-LiNH₂以及它们的组合。

作为一种特别的实施方式，固态电解质可以是准固体电解质，其包含上文详述的非水液体电解质溶液和固态电解质系统的混合体，例如，包括一种或多种离子液体以及一种或多种金属氧化物颗粒(诸如，氧化铝(Al₂O₃)和/或二氧化硅(SiO₂))。

关于实施例四中的未详述部分，可以参见前述实施例的记载，这里不再赘述。

由上可见，本申请实施例提供了一种复合集流体、极片和锂离子电池，通过在高分子基体层中加入铝珠来提高复合集流体的导电性能及安全性能。当在高分子基体层内设置铝珠，由于铝珠不易团聚，分散均匀，电子不仅可以通过金属层进行传导，还可以通过内部的铝珠进行传导，从而可以在复合集流体中形成立体的、多点位的导电网络，大大改善该复合集流体的导电性能。

以上对本申请所提供的一种复合集流体、极片和锂离子电池，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (7)

1.一种复合集流体，其特征在于，所述复合集流体包括高分子基体层、设置在所述高分子基体层至少一面的粘合层以及设置在所述粘合层上的金属层，所述高分子基体层内设置有铝珠，所述铝珠的粒径小于所述高分子基体层的厚度，所述铝珠至少包括两种，两种所述铝珠的粒径大小不相同，粒径较大的所述铝珠在所述高分子基体层中形成导通电路，粒径较小的所述铝珠用于提供电子电导。

2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子基体层两面均设置有所述粘合层，所述粘合层上均设置有所述金属层。

3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子基体层的厚度为5-15μm。

4.根据权利要求3所述的复合集流体，其特征在于，所述金属层的厚度为1-3μm。

5.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体的厚度为18-22μm。

6.一种极片，其特征在于，所述极片包括如权利要求1至5任一项所述的复合集流体以及覆盖在所述复合集流体表面的活性材料层，所述极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铝，所述负极极片的所述复合集流体的所述金属层的材料为铜。

7.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜以及电解质，所述正极极片、所述负极极片为权利要求6所述的正极极片和负极极片。