ES3058406T3

ES3058406T3 - Colector de corriente de batería y método de preparación del mismo, batería secundaria, módulo de batería, paquete de baterías y dispositivo eléctrico

Info

Publication number: ES3058406T3
Application number: ES21928363T
Authority: ES
Inventors: Manman Wang; Xiaoming Ge
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Hong Kong Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Hong Kong Ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2026-03-10
Anticipated expiration: 2041-10-29
Also published as: EP4199157B1; JP7624016B2; KR20230062473A; EP4718543A2; CN117063313A; FI4199157T3; JP7624016B6; EP4199157A4; WO2023070548A1; EP4199157A1; JP2024503162A; DK4199157T3; US20230137311A1

Abstract

La presente solicitud proporciona un colector de corriente de batería y su método de preparación, una batería secundaria, un módulo de batería, un paquete de batería y un dispositivo eléctrico. El colector de corriente de batería comprende una capa metálica de espuma (1) y una capa de refuerzo (2); la capa de refuerzo (2) es una capa de chapa metálica; y la capa de refuerzo (2) y la capa metálica de espuma (1) están apiladas y unidas metalúrgicamente, mitigando así el problema de las malas propiedades mecánicas del colector de corriente, presente en la técnica relacionada. La capa de refuerzo (2) y la capa metálica de espuma (1) están conectadas mediante unión metalúrgica, de modo que se garantiza la resistencia estructural de la capa de refuerzo (2) y la capa metálica de espuma (1), así como una buena conductividad entre ambas. Además, el uso de la unión metalúrgica facilita la reducción de los costes de producción. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Colector de corriente de batería y método de preparación del mismo, batería secundaria, módulo de batería, paquete de baterías y dispositivo eléctrico

[0003] CAMPO TÉCNICO

[0004] Esta solicitud se refiere al campo de las tecnologías de baterías y, en particular, a un colector de corriente para baterías tal y como se especifica en las reivindicaciones 1 a 6 y a un método de preparación tal y como se especifica en las reivindicaciones 7 y 8, una batería secundaria tal y como se especifica en la reivindicación 9, un módulo de batería tal y como se especifica en la reivindicación 10, un paquete de baterías tal y como se especifica en la reivindicación 11 y un aparato eléctrico tal y como se especifica en la reivindicación 12.

[0005] ANTECEDENTES

[0006] Con la creciente demanda de energía y la mayor concienciación medioambiental, la gente presta cada vez más atención a las nuevas energías. El documento CN106159277A describe un colector de corriente poroso usado para una batería secundaria. El documento CN1962256A describe un material de metal en capas que contiene una capa de espuma metálica.

[0007] Las baterías secundarias son un tipo de energía nueva muy común, y el colector de corriente es un componente importante de una batería secundaria. El colector de corriente no solo transporta sustancias activas, sino que también recoge electrones en una reacción electroquímica y los conduce a un circuito externo, con el fin de llevar a cabo un proceso de conversión de energía química en energía eléctrica. Un colector de corriente de espuma metálica tiene un rendimiento mecánico deficiente. Como resultado, cuando se utiliza el colector de corriente de espuma metálica como colector de corriente negativo, las lengüetas formadas mediante punzonado o soldadura presentan problemas tales como baja resistencia y facilidad para romperse.

[0008] SUMARIO

[0009] Esta solicitud proporciona un colector de corriente para baterías tal y como se especifica en las reivindicaciones 1 a 6, un método de preparación tal y como se especifica en las reivindicaciones 7 y 8, una batería secundaria tal y como se especifica en la reivindicación 9, un módulo de batería tal y como se especifica en la reivindicación 10, un paquete de baterías tal y como se especifica en la reivindicación 11 y un aparato eléctrico tal y como se especifica en la reivindicación 12, lo que alivia el problema del bajo rendimiento mecánico de los colectores de corriente de espuma metálica en la técnica anterior.

[0010] Según un aspecto de esta invención, se proporciona un colector de corriente de batería para celdas de batería tal y como se especifica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6. El colector de corriente de la batería incluye una capa de espuma metálica y una capa de refuerzo de resistencia, donde la capa de refuerzo de resistencia es una capa metálica en forma de hoja, y la capa de refuerzo de resistencia y la capa de espuma metálica están apiladas y unidas metalúrgicamente, donde la capa de refuerzo de resistencia está provista de un orificio pasante, de modo que los electrolitos de ambos lados de la capa de refuerzo de resistencia fluyen entre sí, aliviando así un problema de bajo rendimiento mecánico de un colector de corriente en la técnica relacionada. La capa de refuerzo de resistencia y la capa de espuma metálica están unidas mediante unión metalúrgica, y los átomos de la interfaz entre ambas capas se difunden mutuamente para unirse. Por lo tanto, un método de conexión mediante unión metalúrgica ayuda a garantizar no solo la resistencia estructural de la capa de refuerzo de resistencia y la capa de espuma metálica, sino también una buena conductividad entre ambas capas. Además, el método de unión metalúrgica ayuda a reducir los costes de producción.

[0011] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia están soldadas entre sí, lo que ofrece las ventajas de una tecnología de procesamiento sencilla y una alta eficiencia de producción.

[0012] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia se sinterizan en su conjunto, y el material y los parámetros del colector de corriente pueden controlarse controlando las composiciones del polvo metálico o la proporción de los diferentes polvos (por ejemplo, la porosidad se controla controlando la proporción de un agente formador de poros), de modo que los parámetros de rendimiento del colector de corriente pueden ajustarse en función de las necesidades reales. Además, la sinterización de la capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia de la resistencia ayuda a reducir la tensión residual generada en el proceso de conexión, lo que garantiza que el colector de corriente no se agriete durante el bobinado.

[0013] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica incluye una primera capa de espuma metálica dispuesta en un lado de la capa de refuerzo de resistencia y una segunda capa de espuma metálica dispuesta en el otro lado de la capa de refuerzo de resistencia, de modo que el colector de corriente tiene una estructura de electrodo simétrica.

[0014] En algunas realizaciones, el colector de corriente de la batería incluye un cuerpo colector de corriente y una porción de extremo situada en un lado exterior del cuerpo colector de corriente a lo largo de una dirección transversal y utilizada para formar una lengüeta, donde el cuerpo colector de corriente incluye la capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia que están apiladas, y la porción de extremo incluye la capa de refuerzo de resistencia, para garantizar el rendimiento mecánico de una zona del colector de corriente para formar la lengüeta, evitando así un defecto cuando la lengüeta de un extremo del colector de corriente se suelda a un componente conductor.

[0015] En algunas realizaciones, ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia en la dirección de la anchura están al ras con la capa de espuma metálica, y la porción de extremo del colector de corriente utilizado para formar la lengüeta incluye la capa de refuerzo de resistencia, con el fin de garantizar el rendimiento mecánico de la zona del colector de corriente para formar la lengüeta, evitando así un defecto cuando la lengüeta en un extremo del colector de corriente se suelda al componente conductor.

[0016] En algunas realizaciones, un extremo de la capa de refuerzo de resistencia en la dirección de la anchura sobresale de la capa de espuma metálica, el otro extremo está al ras con la capa de espuma metálica, y la capa de refuerzo de resistencia para constituir una lengüeta se reserva en un extremo del colector de corriente, lo que ayuda a simplificar los procedimientos de procesamiento de la batería y a mejorar la eficiencia de la producción.

[0017] Ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia en la dirección de la anchura sobresalen de la capa de espuma metálica, y la capa de refuerzo de resistencia para constituir lengüetas se reserva en ambos extremos del colector de corriente, lo que ayuda a simplificar los procedimientos de procesamiento de la batería y a mejorar la eficiencia de la producción. Además, la capa de refuerzo de resistencia para constituir lengüetas reservadas en ambos extremos del colector de corriente ofrece más opciones para los procedimientos posteriores.

[0018] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica está hecha de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleación; y la capa de refuerzo de resistencia está hecha de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleación, de modo que el colector de corriente tiene una buena resistencia a la flexión y un fácil rendimiento de flexión, lo que facilita el bobinado del colector de corriente.

[0019] En algunas realizaciones, el espesor de la capa de espuma metálica es de 10 µm a 100 µm, y el espesor de la capa de refuerzo de resistencia es de 4 µm a 12 µm, lo que garantiza un contacto total entre la capa de espuma metálica y las sustancias activas de la batería, además de asegurar una buena resistencia a la flexión del colector de corriente. En algunas realizaciones, la porosidad de la capa de espuma metálica es del 20 % al 90 % y, opcionalmente, la porosidad de la capa de espuma metálica 1 es del 80 % al 85 %, lo que garantiza el contacto total entre la capa de espuma metálica y las sustancias activas de la batería y también puede garantizar una buena resistencia a la flexión del colector de corriente.

[0020] Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona además un método de preparación del colector de corriente de la batería, tal y como se especifica en las reivindicaciones 7-8. El método de preparación incluye una etapa de compresión del material y una etapa de sinterización, en la que la etapa de compresión del material incluye: colocar una primera capa de material para formar una capa de espuma metálica y comprimir la primera capa de material; y colocar una segunda capa de material para formar una capa de refuerzo de resistencia sobre una primera capa de preforma y comprimir la segunda capa de material en una segunda capa de preforma, donde la segunda capa de material incluye polvo metálico; y la etapa de sinterización incluye: sinterizar los materiales comprimidos formados en la etapa de compresión del material. Un material y unos parámetros del colector de corriente pueden controlarse mediante el control de las composiciones del polvo metálico o la proporción de los diferentes polvos (por ejemplo, la porosidad se controla mediante el control de la proporción de un agente formador de poros), de modo que los parámetros de rendimiento del colector de corriente pueden ajustarse en función de las necesidades reales. Además, la sinterización de la capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia de la resistencia ayuda a reducir la tensión residual generada en el proceso de conexión, lo que garantiza que el colector de corriente no se agriete durante el bobinado.

[0021] En algunas realizaciones, la etapa de compresión del material incluye además: colocar una tercera capa de material para formar la capa de espuma metálica sobre la segunda capa de preforma y comprimir la tercera capa de material en una tercera capa de preforma, donde la tercera capa de material incluye polvo metálico y un agente formador de poros mezclado en el polvo metálico, de modo que el colector de corriente tenga una estructura de electrodo simétrica. En algunas realizaciones, la presión de compresión para la primera capa de material es menor o igual que la presión de compresión para la tercera capa de material, lo que permite que la primera capa de espuma metálica y la segunda capa de espuma metálica tengan parámetros de rendimiento consistentes.

[0022] En algunas realizaciones, la presión de compresión para la primera capa de material es de 150 MPa-350 MPa; y la presión de compresión para la tercera capa de material es de 150 MPa-350 MPa.

[0023] En algunas realizaciones, los materiales se encuentran en una atmósfera protectora de gas inerte durante la sinterización, para evitar que el polvo metálico se oxide durante el proceso; y/o la temperatura de sinterización de los materiales es de 700 °C a 1000 °C; y/o la duración de la sinterización de los materiales es de 5 a 8 horas.

[0024] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además un método de preparación no reivindicado del colector de corriente de la batería, que incluye una etapa de soldadura y una etapa de espumado. La etapa de soldadura incluye: apilar una lámina de aleación para formar una capa de espuma metálica y una lámina de metal para formar una capa de refuerzo de resistencia, y calentar la lámina de aleación y la lámina de metal para que se suelden entre sí y formen un producto intermedio; y la etapa de espumado incluye: colocar el producto intermedio en una solución corrosiva para eliminar uno o más elementos de la lámina de aleación, de modo que la lámina de aleación forme la capa de espuma metálica. La capa de espuma metálica y la capa de refuerzo de resistencia están soldadas entre sí, lo que ofrece ventajas como una tecnología de procesamiento sencilla y una alta eficiencia de producción.

[0025] En algunas realizaciones, en la etapa de soldadura, la lámina de aleación se apila a ambos lados de la lámina de metal, de modo que el colector de corriente tiene una estructura de electrodo simétrica.

[0026] En algunas realizaciones, la solución corrosiva incluye al menos una de las siguientes: una solución diluida de ácido clorhídrico, una solución de sulfato de amonio, un electrolito obtenido mediante la mezcla de H<2>SO<4>y MnSO<4>, una solución de ácido acético, una solución de ácido fosfórico y una solución de ácido sulfúrico; y/o la lámina de aleación incluye una lámina de latón; y/o la lámina de metal incluye una lámina de cobre puro.

[0027] En algunas realizaciones, se forman una pluralidad de orificios pasantes en la lámina de metal antes de apilar la lámina de aleación y la lámina de metal, de modo que los electrolitos de ambos lados de la capa de refuerzo de resistencia fluyan entre sí.

[0028] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además una batería secundaria, en la que la batería secundaria incluye el colector de corriente de batería anterior o un colector de corriente de batería preparado utilizando el método de preparación anterior.

[0029] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además un módulo de batería, en el que el módulo de batería incluye la batería secundaria anterior.

[0030] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además un paquete de baterías, en el que el paquete de baterías incluye la batería secundaria anterior.

[0031] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además un aparato eléctrico, en el que el aparato eléctrico incluye al menos una de las siguientes piezas: la batería secundaria mencionada anteriormente, el módulo de batería mencionado anteriormente o el paquete de baterías mencionado anteriormente.

[0032] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0033] Para describir con mayor claridad las soluciones técnicas de las realizaciones de la presente solicitud, a continuación se describen brevemente los dibujos adjuntos necesarios para describir las realizaciones de la presente solicitud. Como se apreciará, los dibujos adjuntos en la siguiente descripción muestran solo algunas realizaciones de esta solicitud, y un experto en la materia aún puede obtener otros dibujos de los dibujos adjuntos sin realizar esfuerzos creativos.

[0034] La FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de un colector de corriente de batería descrito en una realización opcional de esta solicitud.

[0035] La FIG. 2 es un diagrama estructural esquemático de un colector de corriente de batería descrito en otra realización opcional de esta solicitud; y

[0036] La FIG. 3 es un diagrama estructural esquemático de un colector de corriente de batería descrito en otra realización opcional de esta solicitud.

[0037] La FIG.4 es un diagrama esquemático de una batería secundaria según una realización de esta solicitud. La FIG.5 es una vista detallada de la batería secundaria según la realización de la presente solicitud en la FIG.

[0038] 4.

[0039] La FIG.6 es un diagrama esquemático de un módulo de batería según una realización de esta solicitud. La FIG. 7 es un diagrama de principio de una prueba de tensión de lengüeta según una realización de esta solicitud.

[0040] En los dibujos adjuntos, las figuras no están dibujadas a escala.

[0041] Signos de referencia: 1. Capa de espuma metálica; 11. Primera capa de espuma metálica; 12. Segunda capa de espuma metálica; 2. Capa de refuerzo de resistencia; 4. Módulo de batería; 5. Batería secundaria; 51. Carcasa; 52. Conjunto de electrodos; 53. Conjunto de cubierta superior; 6. Abrazadera; 7. Hoja de adaptación; y 8. Lámina.

[0042] DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES

[0043] A continuación se describen con más detalle las realizaciones de esta solicitud con referencia a los dibujos y ejemplos adjuntos. La descripción detallada y los dibujos adjuntos de las siguientes realizaciones se usan para ilustrar a modo de ejemplo el principio de esta solicitud, pero no pretenden limitar el alcance de esta solicitud, es decir, esta solicitud no se limita a las realizaciones descritas.

[0044] En las descripciones de esta solicitud, debe tenerse en cuenta que, a menos que se indique lo contrario, "una pluralidad de" significa dos o más; y las orientaciones o relaciones posicionales indicadas por los términos "superior", "inferior", "izquierda", "derecha", "interior", "exterior" y similares tienen como único fin ayudar a las descripciones de esta solicitud y simplificarlas, salvo que indiquen o impliquen que los aparatos o componentes deben tener orientaciones específicas, o construirse y manipularse con orientaciones específicas, y por lo tanto no deben entenderse como limitaciones de esta solicitud. Además, los términos "primero", "segundo", "tercero", y similares están destinados solamente a un propósito de descripción, y no se entenderán como una indicación o implicación de importancia relativa. "Vertical" significa estar en posición vertical con un margen de error permitido, en lugar de estar estrictamente vertical. "Paralelo" significa estar paralelo con un margen de error permitido, en lugar de estar estrictamente paralelo.

[0045] Los términos de orientación que aparecen en la siguiente descripción son todas direcciones que se muestran en las figuras y no limitan la estructura específica de esta solicitud. En las descripciones de esta solicitud, cabe señalar además que, salvo que se especifique y defina explícitamente lo contrario, los términos "montado", "interconectado" y "conectado" deben entenderse en su sentido general. Por ejemplo, los términos pueden estar conectados de forma fija, desmontable o integral, o pueden estar conectados directamente o indirectamente a través de un medio intermedio. Un experto en la materia podrá entender los significados específicos de estos términos en esta solicitud basándose en las situaciones específicas.

[0046] Los "intervalos" divulgados en esta solicitud se definen en forma de límites inferiores y superiores, los intervalos dados se definen seleccionando límites inferiores y superiores, y los límites inferiores y superiores seleccionados definen los límites de intervalos especiales. Los intervalos definidos en el método pueden incluir o no valores finales, y se puede utilizar cualquier combinación, es decir, cualquier límite inferior se puede combinar con cualquier límite superior para formar un intervalo. Por ejemplo, si se proporcionan intervalos de 60 a 120 y de 80 a 110 para un parámetro específico, debe entenderse que también son esperables intervalos de 60 a 110 y de 80 a 120. Además, si los valores mínimos de un intervalo se establecen en 1 y 2, y los valores máximos del intervalo se establecen en 3, 4 y 5, se pueden esperar los siguientes intervalos: 1 a 3, 1 a 4, 1 a 5, 2 a 3, 2 a 4 y 2 a 5. En esta solicitud, salvo que se indique lo contrario, un intervalo de valores de "a a b" representa una representación abreviada de cualquier combinación de números reales entre a y b, donde tanto a como b son números reales. Por ejemplo, un intervalo de valores de "0 a 5" significa que todos los números reales de "0 a 5" se enumeran aquí, y "0-5" es solo una representación abreviada de una combinación de estos valores. Además, cuando un parámetro se expresa como un número entero mayor o igual a 2, esto equivale a revelar que el parámetro es, por ejemplo, un número entero: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, o 12.

[0047] A menos que se especifique lo contrario, todas las realizaciones y realizaciones opcionales de esta solicitud pueden combinarse entre sí para formar una nueva solución técnica.

[0048] Salvo que se especifique lo contrario, todas las características técnicas y características técnicas opcionales de esta solicitud pueden combinarse entre sí para formar una nueva solución técnica.

[0049] A menos que se especifique lo contrario, todas las etapas de esta solicitud pueden realizarse de forma secuencial o aleatoria, aunque es preferible que se realicen de forma secuencial. Por ejemplo, un método que incluya las etapas (a) y (b) indica que el método puede incluir las etapas (a) y (b) realizadas en secuencia, o puede incluir las etapas (b) y (a) realizadas en secuencia. Por ejemplo, que el método pueda incluir además la etapa (c) indica que la etapa (c) puede añadirse al método en cualquier orden. Por ejemplo, el método puede incluir las etapas (a), (b) y (c), las etapas (a), (c) y (b), las etapas (c), (a) y (b), o similares.

[0050] A menos que se especifique lo contrario, los términos "incluir" y "contener" mencionados en esta solicitud son inclusivos o pueden ser exclusivos. Por ejemplo, "incluir" y "contener" pueden significar que también se pueden incluir o contener otros componentes no enumerados, o que solo se pueden incluir o contener los componentes enumerados. A menos que se especifique lo contrario, en esta solicitud, el término "o" es inclusivo. Por ejemplo, la frase "A o B" significa "A, B o tanto A como B". Más específicamente, cualquiera de las siguientes condiciones satisface la condición "A o B ": A es verdadero (o está presente) y B es falso (o no está presente); A es falso (o no está presente) y B es verdadero (o está presente); o tanto A como B son verdaderos (o están presentes).

[0051] Como se muestra en la FIG.1 a la FIG.3, para paliar el problema de que se rompa fácilmente al perforar una lengüeta en una porción de extremo de un colector de corriente o al soldar una lengüeta de un colector de corriente de batería a un componente conductor en la técnica anterior, el colector de corriente de batería de esta realización incluye una capa de espuma metálica 1 y una capa de refuerzo de resistencia 2 apilada con la capa de espuma metálica 1.

[0052] El sustrato de la capa de espuma metálica 1 tiene una gran cantidad de orificios conectados o desconectados, de modo que el sustrato de la capa de espuma metálica 1 está en contacto total con las sustancias activas de una batería. La capa de refuerzo de resistencia 2 es una capa metálica en forma de hoja. La capa metálica en forma de hoja utilizada en esta solicitud es una estructura metálica en forma de lámina de estructura sin espuma y sin poros en su interior. Cabe señalar que la estructura sin espuma sin poros en su interior puede presentar orificios pasantes o picaduras superficiales. El colector de corriente de la batería en esta realización incluye la capa de refuerzo de resistencia 2, lo que alivia el problema del bajo rendimiento mecánico de un colector de corriente en la técnica relacionada.

[0053] En esta realización, la capa de refuerzo de resistencia 2 y la capa de espuma metálica están unidas metalúrgicamente. La unión metalúrgica es un tipo de unión formada por la difusión mutua de átomos en una interfaz entre dos componentes metálicos, y dicha unión o estado de conexión se forma bajo la acción de la temperatura y/o la presión. La capa de refuerzo de resistencia 2 y la capa de espuma metálica 1 están unidas mediante unión metalúrgica, y los átomos de la interfaz entre la capa de refuerzo de resistencia y la capa de espuma metálica se difunden mutuamente para unirse. En comparación con otros métodos de unión, como la adhesión, el método de conexión mediante unión metalúrgica ayuda a garantizar no solo la resistencia estructural de la capa de refuerzo de resistencia 2 y la capa de espuma metálica 1, sino también una buena conductividad entre la capa de refuerzo de resistencia 2 y la capa de espuma metálica 1. Además, el método de unión metalúrgica ayuda a reducir los costes de producción.

[0054] En algunas realizaciones, la capa de refuerzo de resistencia 2 está hecha de cobre. La capa de refuerzo de resistencia 2 fabricada en cobre no solo mejora el rendimiento mecánico del colector de corriente, sino que también le confiere una buena capacidad de soldadura y conductividad. Además, la capa de refuerzo de resistencia 2 fabricada en cobre ayuda a garantizar la resistencia a la flexión del colector de corriente, para evitar que este se agriete durante el bobinado. La capa de refuerzo de resistencia 2 también puede estar fabricada con otros materiales con buena resistencia, conductividad y plasticidad, como níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleaciones.

[0055] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica 1 incluye cobre espumoso. El cobre espumoso tiene una buena conductividad, lo que ayuda a reducir la resistencia interna de la batería. El cobre espumoso también tiene una buena resistencia a la flexión, lo que evita que el colector de corriente se agriete durante el bobinado. La capa de espuma metálica 1 también puede estar fabricada con otros materiales con buena conductividad y plasticidad, como níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleaciones.

[0056] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 están soldadas entre sí. El colector de corriente se forma soldando una lámina de aleación para formar la capa de espuma metálica 1 y una lámina de metal para formar la capa de refuerzo de resistencia 2. En esta realización, la lámina de aleación y la lámina de metal se sueldan entre sí para formar el colector de corriente, con las ventajas de una tecnología de procesamiento sencilla y una alta eficiencia de producción.

[0057] En otras realizaciones, la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se sinterizan como un todo. La capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se sinterizan utilizando diferentes polvos metálicos, y la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se combinan mediante sinterización. Durante la producción, se pueden controlar el material y los parámetros del colector de corriente controlando las composiciones del polvo metálico o la proporción de los diferentes polvos (por ejemplo, la porosidad se controla controlando la proporción de un agente formador de poros), de modo que los parámetros de rendimiento del colector de corriente se pueden ajustar en función de las necesidades reales. Además, el sinterizado de la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 ayuda a reducir la tensión residual generada en el proceso de conexión, lo que garantiza que el colector de corriente no se agriete durante el bobinado.

[0058] En algunas realizaciones, la capa de espuma metálica 1 incluye una primera capa de espuma metálica 11 dispuesta en un lado de la capa de refuerzo de resistencia 2 y una segunda capa de espuma metálica 12 dispuesta en el otro lado de la capa de refuerzo de resistencia 2, de modo que el colector de corriente tiene una estructura de electrodo simétrica.

[0059] La capa de refuerzo de resistencia 2 está provista de un orificio pasante, de modo que los electrolitos de ambos lados de la capa de refuerzo de resistencia 2 fluyen entre sí.

[0060] El colector de corriente de la batería incluye un cuerpo colector de corriente y una porción de extremo situada en el lado exterior del cuerpo colector de corriente a lo largo de la dirección de la anchura y utilizada para formar una lengüeta, donde el cuerpo colector de corriente incluye la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 que están apiladas, y la porción de extremo incluye la capa de refuerzo de resistencia 2, para garantizar el rendimiento mecánico de una zona del colector de corriente para formar la lengüeta, evitando así un defecto cuando la lengüeta de un extremo del colector de corriente se suelda a un componente conductor.

[0061] Como se muestra en la FIG. 1, en algunas realizaciones opcionales de esta solicitud, ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 en la dirección de la anchura están al ras con la capa de espuma metálica 1, y la porción de extremo del colector de corriente utilizada para formar la lengüeta incluye la capa de refuerzo de resistencia 2, con el fin de garantizar el rendimiento mecánico de la zona del colector de corriente para formar la lengüeta, evitando así un defecto cuando la lengüeta de un extremo del colector de corriente se suelda al componente conductor.

[0062] Como se muestra en la FIG.2, en otras realizaciones opcionales de esta solicitud, un extremo de la capa de refuerzo de resistencia 2 en la dirección de la anchura sobresale de la capa de espuma metálica 1, el otro extremo está al ras con la capa de espuma metálica 1, y una parte de la capa de refuerzo de resistencia 2 que sobresale de la capa de espuma metálica 1 se utiliza para constituir una lengüeta del colector de corriente. La capa de refuerzo de resistencia 2 para constituir una lengüeta se reserva en un extremo del colector de corriente, lo que ayuda a simplificar los procedimientos de procesamiento de la batería y a mejorar la eficiencia de la producción.

[0063] Como se muestra en la FIG. 3, en otras realizaciones opcionales de esta solicitud, ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 en la dirección de la anchura sobresalen de la capa de espuma metálica 1, y la capa de refuerzo de resistencia 2 para constituir lengüetas se reserva en ambos extremos del colector de corriente, lo que ayuda a simplificar los procedimientos de procesamiento de la batería y a mejorar la eficiencia de la producción. Además, la capa de refuerzo de resistencia 2 para constituir lengüetas reservadas en ambos extremos del colector de corriente ofrece más opciones para los procedimientos posteriores.

[0064] En algunas realizaciones, el espesor de la capa de espuma metálica 1 es de 10 µm a 100 µm. Si la capa de espuma metálica 1 es demasiado delgada, los poros de la capa de espuma metálica 1 son correspondientemente menos numerosos y el área de contacto entre la capa de espuma metálica 1 y las sustancias activas de la batería es menor. Si la capa de espuma metálica 1 es demasiado gruesa, la resistencia a la flexión de la capa de espuma metálica 1 se deteriora y el colector de corriente se agrieta fácilmente durante el bobinado. El espesor de la capa de espuma metálica 1, que es de 10 µm a 100 µm, garantiza un contacto total entre la capa de espuma metálica 1 y las sustancias activas de la batería, y también puede garantizar una buena resistencia a la flexión del colector de corriente.

[0065] En algunas realizaciones, el espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2 es de 4 µm a 12 µm. Un mayor espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2 significa un mejor rendimiento mecánico, pero un peor rendimiento de flexión del colector de corriente, por lo que el colector de corriente no se enrolla fácilmente. El espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2, que es de 4 µm a 12 µm, garantiza un buen rendimiento mecánico del colector de corriente y también puede garantizar un fácil rendimiento de flexión del colector de corriente.

[0066] En algunas realizaciones, la porosidad de la capa de espuma metálica 1 es del 20 % al 90 %. La porosidad es el porcentaje del volumen de poros dentro de un material sólido poroso con respecto al volumen total del material. Una mayor porosidad de la capa de espuma metálica 1 significa una mayor superficie de contacto entre la capa de espuma metálica 1 y las sustancias activas de la batería, pero una menor resistencia a la flexión de la capa de espuma metálica 1, por lo que el colector de corriente se agrieta fácilmente durante el bobinado. La porosidad de la capa de espuma metálica 1, que es del 20 % al 90 %, garantiza un contacto total entre la capa de espuma metálica 1 y las sustancias activas de la batería, y también puede garantizar una buena resistencia a la flexión del colector de corriente.

[0067] En otras realizaciones, la porosidad de la capa de espuma metálica 1 es del 80 %-85 %, y una batería que utiliza un colector de corriente de batería con una porosidad de la capa de espuma metálica 1 del 80 %-85 % tiene una alta densidad energética volumétrica. Después de aumentar la porosidad del 20 % al 80 % o al 85 %, la densidad energética másica puede incrementarse en aproximadamente un 58 %.

[0068] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además un método de preparación del colector de corriente de la batería, y el método de preparación incluye una etapa de compresión del material y una etapa de sinterización. La etapa de compresión del material incluye: colocar una primera capa de material para formar una capa de espuma metálica 1 y comprimir la primera capa de material en una primera capa de preforma, donde la primera capa de material incluye polvo metálico y un agente formador de poros mezclado en el polvo metálico; y colocar una segunda capa de material para formar una capa de refuerzo de resistencia 2 sobre la primera capa de preforma y comprimir la segunda capa de material en una segunda capa de preforma, donde la segunda capa de material incluye polvo metálico. La etapa de sinterización incluye: sinterizar los materiales comprimidos formados en la etapa de compresión de materiales.

[0069] La capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se sinterizan en conjunto. La capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se sinterizan utilizando diferentes polvos metálicos, y la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 se combinan mediante sinterización. Durante la producción, se pueden controlar el material y los parámetros del colector de corriente (por ejemplo, la porosidad de la capa de espuma metálica 1) controlando las composiciones del polvo metálico o la proporción de los diferentes polvos, de modo que los parámetros de rendimiento del colector de corriente se puedan ajustar en función de las necesidades reales. Además, el sinterizado de la capa de espuma metálica 1 y la capa de refuerzo de resistencia 2 ayuda a reducir la tensión residual generada en el proceso de conexión, lo que garantiza que el colector de corriente no se agriete durante el bobinado.

[0070] En algunas realizaciones, el tamaño de partícula del agente formador de poros es de 0,1 mm a 0,7 mm, y el tamaño de partícula del polvo metálico es de 0,05 mm a 0,1 mm. En algunas realizaciones, el polvo metálico es polvo de cobre. En algunas realizaciones, el agente formador de poros es una sal soluble o una sal descomponible a alta temperatura, y el agente formador de poros puede ser NaCl o urea.

[0071] El método de preparación incluye además una etapa de preparación del material antes de la etapa de compresión del material. La etapa de preparación del material incluye: preparar un material de una primera capa de material. La preparación de un material de una primera capa de material incluye: tamizar partículas de agente formador de poros por diferentes tamaños de partícula y mezclar uniformemente el polvo metálico y el agente formador de poros. En esta realización, las partículas del agente formador de poros pueden ser esféricas o casi esféricas, y las partículas del agente formador de poros con un tamaño medio de partícula de 0,1 mm-0,7 mm se obtienen mediante tamizado. La mezcla uniforme del polvo metálico y el agente formador de poros incluye: mezclar uniformemente polvo de cobre puro con un tamaño de partícula de 0,05 mm-0,1 mm y las partículas del agente formador de poros con dicho tamaño de partícula, donde la relación de volumen del polvo de cobre puro con respecto a las partículas del agente formador de poros con dicho tamaño de partícula es de 1:9-8:2, a continuación, añadir una cantidad adecuada de disolvente orgánico y agitar la mezcla durante 0,4-1 hora, para formar un polvo mezclado.

[0072] La etapa de preparación del material incluye: preparar un material de una segunda capa de material. La preparación de un material de una segunda capa de material incluye: mezclar uniformemente el polvo metálico y un disolvente orgánico.

[0073] La etapa de compresión del material incluye además: colocar una tercera capa de material para formar la capa de espuma metálica 1 sobre la segunda capa de preforma y comprimir la tercera capa de material en una tercera capa de preforma, donde la tercera capa de material incluye polvo metálico y un agente formador de poros mezclado en el polvo metálico. En algunas realizaciones, una tercera capa de material tiene el mismo material que la primera capa de material.

[0074] La primera capa de preforma tiene el mismo espesor que la tercera capa de preforma. La primera capa de preforma y la tercera capa de preforma tienen un espesor de entre 10 µm y 100 µm. El espesor de la segunda capa de preforma es de 4 µm a 12 µm.

[0075] La presión de compresión para la primera capa de material es menor o igual que la presión de compresión para la tercera capa de material. Debido a que la primera capa de material se comprime varias veces, el hecho de que la presión de compresión de la primera capa de material sea inferior o igual a la presión de compresión de la tercera capa de material permite que la primera capa de espuma metálica 11 y la segunda capa de espuma metálica 12 tengan parámetros de rendimiento uniformes. En algunas realizaciones, al menos una de las presiones de compresión para la primera capa de material y la presión de compresión para la tercera capa de material es de 100 MPa-350 MPa. Los materiales se encuentran en una atmósfera protectora de gas inerte durante la sinterización, para evitar que el polvo metálico se oxide durante el proceso. En algunas realizaciones, el gas inerte incluye argón.

[0076] En concreto, la etapa de sinterización incluye: colocar las múltiples capas de preforma en la atmósfera protectora para sinterizar a 700 °C-1000 °C durante 5 horas-8 horas en un horno de sinterización; y colocar una muestra obtenida tras la sinterización y el enfriamiento en agua fría en agua desionizada corriente y etanol absoluto para un lavado completo, con el fin de obtener un producto final.

[0077] La FIG. 1 muestra el colector de corriente de la batería en esta realización, y el colector de corriente se prepara utilizando el método de preparación anterior. Los dos lados de la capa de refuerzo de resistencia 2 del colector de corriente de la batería son, respectivamente, una primera capa de espuma metálica 11 y una segunda capa de espuma metálica 12. La capa de refuerzo de resistencia 2 es una capa de cobre puro, y tanto la primera capa de espuma metálica 11 como la segunda capa de espuma metálica 12 tienen una porosidad del 35 %-40 % y un espesor de 40 µm-50 µm. El espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2 es de 5 µm a 6 µm. Ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 en dirección transversal están al ras con la capa de espuma metálica 1.

[0078] En algunas realizaciones, dado que las partículas del agente formador de poros pueden ser esféricas o casi esféricas, los orificios formados en la primera capa de espuma metálica 11 y en la segunda capa de espuma metálica 12 pueden ser orificios cerrados circulares o casi circulares u orificios pasantes en esta realización. En algunas realizaciones, los orificios están distribuidos uniformemente en la primera capa de espuma metálica 11 y la segunda capa de espuma metálica 12.

[0079] Según otro aspecto de esta solicitud, se proporciona además otro método de preparación del colector de corriente de la batería, y el método de preparación incluye una etapa de soldadura y una etapa de espumado.

[0080] La etapa de soldadura incluye: apilar una lámina de aleación para formar una capa de espuma metálica 1 y una lámina de metal para formar una capa de refuerzo de resistencia 2, y calentar la lámina de aleación y la lámina de metal para que se suelden entre sí y formen un producto intermedio. La etapa de espumado incluye: colocar el producto intermedio en una solución corrosiva para eliminar uno o más elementos de la lámina de aleación, de modo que la lámina de aleación forme la capa de espuma metálica 1. La lámina de aleación y la lámina de metal se sueldan entre sí para formar un colector de corriente, con las ventajas de una tecnología de procesamiento sencilla y una alta eficiencia de producción.

[0081] En algunas realizaciones, la solución corrosiva incluye una solución diluida de ácido clorhídrico; la lámina de aleación incluye una lámina de latón; y la lámina de metal incluye una lámina de cobre puro.

[0082] En otras realizaciones, la solución corrosiva incluye una solución de sulfato de amonio, un electrolito obtenido mediante la mezcla de H<2>SO<4>y MnSO<4>, una solución de ácido acético, una solución de ácido fosfórico y una solución de ácido sulfúrico.

[0083] En la etapa de soldadura, la lámina de aleación se apila a ambos lados de la lámina de metal, de modo que el colector de corriente tiene una estructura de electrodo simétrica.

[0084] El método de preparación incluye además una etapa de corte antes de la etapa de soldadura, y la etapa de corte incluye: cortar la lámina de aleación y la lámina de metal en materiales de reserva con un ancho predeterminado. En esta realización, la lámina de aleación tiene la misma anchura que la lámina de metal, de modo que se forma un colector de corriente con ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 en la dirección de la anchura a ras con la capa de espuma metálica 1. En otras realizaciones, la anchura de la lámina de aleación es menor que la anchura de la lámina de metal, de modo que se forma un colector de corriente con uno o dos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 que sobresalen en la dirección de la anchura de la capa de espuma metálica 1.

[0085] El método de preparación incluye además una etapa de limpieza de las superficies de la lámina de aleación y la lámina de metal antes de la etapa de soldadura. En algunas realizaciones, la etapa de limpieza se realiza después de la etapa de corte, con el fin de evitar que las láminas se vuelvan a contaminar en la etapa de corte.

[0086] En concreto, la etapa de limpieza incluye: sumergir la lámina de aleación y la lámina de metal en una solución de etanol absoluto para realizar un tratamiento de limpieza con el fin de eliminar el polvo y las partículas metálicas de las superficies de las láminas, y a continuación colocar la lámina de aleación y la lámina de metal en una caja de aire para que se sequen al aire.

[0087] En concreto, la etapa de soldadura incluye: apilar las láminas sometidas a limpieza en el orden de lámina de aleación, lámina de metal y lámina de aleación, y luego sinterizar las láminas apiladas en un horno de sinterización a 700 °C-920 °C para que las múltiples capas de láminas se suelden entre sí, donde la duración de la sinterización deberá satisfacer la fusión de una superficie de contacto entre la lámina de aleación y la lámina de metal. Apilar significa disponer las láminas de tal manera que sus anchuras se superpongan completamente o que sus porciones de extremo queden escalonadas en el sentido de la anchura.

[0088] Concretamente, la etapa de espumado incluye: colocar la lámina de múltiples capas soldada en una solución diluida de ácido clorhídrico para su infiltración, con el fin de eliminar el zinc presente en el latón.

[0089] El método de preparación incluye además una etapa de lavado después de la etapa de espumado. Concretamente, la etapa de lavado incluye: colocar el material obtenido en la etapa de espumado en agua limpia para su tratamiento ultrasónico, con el fin de eliminar los iones adsorbidos en la superficie, y obtener así un colector de corriente final. El método de preparación incluye además: formar una pluralidad de orificios pasantes en la lámina de metal antes de apilar la lámina de aleación y la lámina de metal, de modo que los electrolitos de ambos lados de la capa de refuerzo de resistencia 2 fluyan entre sí.

[0090] La FIG.2 muestra un colector de corriente de batería según una realización de esta solicitud, y el colector de corriente se prepara utilizando el método de preparación anterior. Las dos caras de una capa de refuerzo de resistencia 2 del colector de corriente de la batería son una primera capa de espuma metálica 11 y una segunda capa de espuma metálica 12, respectivamente. La capa de refuerzo de resistencia 2 es una capa de cobre puro, y tanto la primera capa de espuma metálica 11 como la segunda capa de espuma metálica 12 tienen una porosidad del 35 %-40 % y un espesor de 40 µm-50 µm. El espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2 es de 5 µm a 6 µm. Un extremo de la capa de refuerzo de resistencia 2 sobresale en sentido transversal de la capa de espuma metálica 1.

[0091] La FIG.3 muestra un colector de corriente de batería según una realización de esta solicitud, y el colector de corriente se prepara utilizando el método de preparación anterior. Las dos caras de una capa de refuerzo de resistencia 2 del colector de corriente de la batería son una primera capa de espuma metálica 11 y una segunda capa de espuma metálica 12, respectivamente. La capa de refuerzo de resistencia 2 es una capa de cobre puro, y tanto la primera capa de espuma metálica 11 como la segunda capa de espuma metálica 12 tienen una porosidad del 45 %-50 % y un espesor de 30 µm-40 µm. El espesor de la capa de refuerzo de resistencia 2 es de 5 µm a 6 µm. Ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia 2 sobresalen en sentido transversal de la capa de espuma metálica 1.

[0092] Además, a continuación se describen una batería secundaria, un módulo de batería, un paquete de baterías y un aparato eléctrico en esta solicitud, con la referencia adecuada a los dibujos adjuntos.

[0093] Una realización de esta solicitud proporciona una batería secundaria.

[0094] Por lo general, la batería secundaria incluye una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, un electrolito y un separador. Durante el proceso de carga/descarga de la batería, los iones activos se intercalan y desintercalan en vaivén entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo. El electrolito conduce iones entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo. El separador se dispone entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo para prevenir principalmente un cortocircuito entre los electrodos positivos y negativos y para permitir que los iones pasen a través.

[0095] [Placa de electrodo positivo]

[0096] La placa del electrodo positivo incluye un colector de corriente del electrodo positivo y una capa de película del electrodo positivo dispuesta en al menos una superficie del colector de corriente del electrodo positivo, y la capa de película del electrodo positivo incluye el material activo del electrodo positivo según el primer aspecto de esta solicitud. En un ejemplo, el colector de corriente del electrodo positivo incluye dos superficies contiguas en la dirección del espesor del colector de corriente del electrodo positivo, y la capa de película del electrodo positivo está dispuesta en una o ambas superficies contiguas del colector de corriente del electrodo positivo.

[0097] En algunas realizaciones, el colector de corriente del electrodo positivo es el colector de corriente de batería anterior o un colector de corriente de batería preparado utilizando el método de preparación anterior del colector de corriente de batería.

[0098] En otras realizaciones, el colector de corriente del electrodo positivo puede ser una lámina de metal o un colector de corriente compuesto. Por ejemplo, como la lámina de metal puede usarse una lámina de aluminio. El colector de corriente compuesto puede incluir una matriz de material polimérico y una capa metálica formada sobre al menos una superficie de la matriz de material polimérico. El colector de corriente compuesto puede formarse mediante la formación de un material metálico (aluminio, aleación de aluminio, níquel, aleación de níquel, titanio, aleación de titanio, plata, aleación de plata o similares) sobre la matriz de material polimérico (por ejemplo, matrices de polipropileno (PP), tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), poliestireno (PS) y polietileno (PE)).

[0099] En algunas realizaciones, el material activo del electrodo positivo puede ser un material activo de electrodo positivo bien conocido utilizado para una batería en la técnica. En un ejemplo, el material activo del electrodo positivo puede incluir al menos uno de los siguientes materiales: fosfato que contiene litio con estructura de olivino, óxido de metal de transición de litio y compuestos modificados respectivos de los mismos. Sin embargo, esta solicitud no se limita a estos materiales, y también puede utilizar otros materiales convencionales que puedan emplearse como material activo del electrodo positivo de la batería. Un tipo de estos materiales activos de electrodo positivo puede utilizarse solo, o pueden utilizarse dos o más tipos en combinación. Un ejemplo de óxido de litio y metal de transición puede incluir, entre otros, al menos uno de los siguientes: óxido de litio y cobalto (por ejemplo, LiCoO<2>), óxido de litio y níquel (por ejemplo, LiNiO<2>), óxido de litio y manganeso (por ejemplo, LiMnO<2>o LiMn<2>O<4>), óxido de litio, níquel y cobalto, óxido de litio, manganeso y cobalto, óxido de litio, níquel y manganeso, óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso (por ejemplo, LiNi<1/3>Co<1/3>Mn<1/3>O<2>(NCM333 para abreviar), LiNi<0,5>Co<0,2>Mn<0,3>O<2>(NCM523 para abreviar), LiNi<0,5>Co<0,25>Mn<0,25>O<2>(NCM211 para abreviar), LiNi<0,6>Co<0,2>Mn<0,2>O<2>(abreviado como NCM622) y LiNi<0,8>Co<0,1>Mn<0,1>O2 (abreviado como NCM811)), óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (por ejemplo, LiNi<0,85>C<00,15>Al<0,05>O<2>) y compuestos modificados de los mismos. Un ejemplo de fosfato con estructura de olivino que contiene litio puede incluir, entre otros, al menos uno de los siguientes: fosfato de hierro y litio (por ejemplo, LiFePO<4>(LFP para abreviar)), un material compuesto de fosfato de hierro y litio y carbono, fosfato de manganeso y litio (por ejemplo, LiMnPO<4>), un material compuesto de fosfato de manganeso y litio y carbono, fosfato de manganeso y hierro y litio, y un material compuesto de fosfato de manganeso y hierro y litio y carbono.

[0100] En algunas realizaciones, la capa de película del electrodo positivo incluye además, opcionalmente, un aglutinante. En un ejemplo, el aglutinante puede incluir al menos uno de poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), politetrafluoroetileno (PTFE), terpolímero de fluoruro de vinilideno-tetrafluoroetileno-propileno, terpolímero de fluoruro de vinilidenohexafluoropropileno-tetrafluoroetileno, copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, y resina acrílica que contiene flúor.

[0101] En algunas realizaciones, la capa de película del electrodo positivo incluye además, de forma opcional, un agente conductor. En un ejemplo, el agente conductor puede incluir al menos uno de los siguientes: carbono superconductor, negro de acetileno, negro de humo, negro Ketjen, puntos de carbono, nanotubos de carbono, grafeno y nanofibras de carbono.

[0102] En algunas realizaciones, la placa de electrodo positivo puede prepararse utilizando los siguientes métodos: los componentes utilizados para preparar la placa de electrodo positivo, por ejemplo, el material activo del electrodo positivo, el agente conductor, el aglutinante y cualquier otro componente, se disuelven en un disolvente (por ejemplo, N-metilpirrolidona) para formar una pasta de electrodo positivo; la suspensión del electrodo positivo se aplica sobre el colector de corriente del electrodo positivo y se realizan procesos como el secado y el prensado en frío para obtener la placa del electrodo positivo.

[0103] [Placa de electrodo negativo]

[0104] La placa del electrodo negativo incluye un colector de corriente del electrodo negativo y una capa de película del electrodo negativo dispuesta en al menos una superficie del colector de corriente del electrodo negativo, y la capa de película del electrodo negativo incluye un material activo del electrodo negativo.

[0105] En un ejemplo, el colector de corriente del electrodo negativo incluye dos superficies contiguas en la dirección del espesor del colector de corriente del electrodo negativo, y la capa de película del electrodo negativo está dispuesta en una o ambas superficies contiguas del colector de corriente del electrodo negativo.

[0106] En algunas realizaciones, el colector de corriente del electrodo negativo es el colector de corriente de batería anterior o un colector de corriente de batería preparado utilizando el método de preparación anterior del colector de corriente de batería.

[0107] En algunas realizaciones, el material activo del electrodo negativo puede ser un material activo de electrodo negativo bien conocido utilizado para una batería en la técnica. En un ejemplo, el material activo del electrodo negativo puede incluir al menos uno de los siguientes materiales: grafito artificial, grafito natural, carbono blando, carbono duro, un material a base de silicio, un material a base de estaño y titanato de litio. El material a base de silicio puede seleccionarse de al menos uno silicio elemental, compuesto de silicio-oxígeno, compuesto de silicio-carbono, compuesto de silicio-nitrógeno y aleación de silicio. El material a base de estaño puede seleccionarse de al menos uno de estaño elemental, compuesto de estaño-oxígeno y aleación de estaño. Sin embargo, la presente solicitud no está limitada a estos materiales, sino que también puede usar otros materiales convencionales que puedan usarse como el material activo de electrodo negativo de la batería. Un tipo de estos materiales activos negativos se pueden utilizar solos, o dos o más tipos se pueden utilizar en combinación.

[0108] En algunas realizaciones, la capa de película del electrodo negativo incluye además, opcionalmente, un aglutinante. El aglutinante puede seleccionarse de al menos uno de caucho de estireno-butadieno (SBR), ácido poliacrílico (PAA), poliacrilato de sodio (PAAS), poliacrilamida (PAM), alcohol polivinílico (PVA), alginato de sodio (SA), ácido polimetacrílico (PMAA) y carboximetil quitosano (CMCS).

[0109] En algunas realizaciones, la capa de película de electrodo negativo incluye además, opcionalmente, un agente conductor. El agente conductor se puede seleccionar de al menos uno de carbono superconductor, negro de acetileno, negro de humo, negro de Ketjen, puntos de carbono, nanotubos de carbono, grafeno y nanofibras de carbono. En algunas realizaciones, la capa de película del electrodo negativo incluye además, opcionalmente, otros aditivos, tales como un espesante (por ejemplo, carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na)).

[0110] En algunas realizaciones, la placa de electrodo negativo puede prepararse utilizando los siguientes métodos: los componentes utilizados para preparar la placa de electrodo negativo, por ejemplo, el material activo del electrodo negativo, el agente conductor, el aglutinante y cualquier otro componente, se disuelven en un disolvente (por ejemplo, agua desionizada) para formar una pasta de electrodo negativo; la suspensión del electrodo negativo se aplica sobre el colector de corriente del electrodo negativo y se realizan procesos como el secado y el prensado en frío para obtener la placa del electrodo negativo.

[0111] [Electrolito]

[0112] El electrolito conduce iones entre la placa del electrodo positivo y la placa del electrodo negativo. El electrolito no se limita a ningún tipo específico en esta solicitud y puede seleccionarse en función de las necesidades. Por ejemplo, el electrolito puede estar en estado líquido, en estado de gel o en estado sólido.

[0113] En algunas realizaciones, el electrolito es un electrolito líquido. El electrolito líquido incluye una sal electrolítica y un disolvente.

[0114] En algunas realizaciones, la sal electrolítica puede seleccionarse entre al menos una de las siguientes: hexafluorofosfato de litio, tetrafluoroborato de litio, perclorato de litio, hexafluoroborato de litio, bisfluorosulfonilimida de litio, bis-trifluorometanosulfonimida de litio, trifluorometanosulfonato de litio, difluorofosfato de litio, difluorooxalato borato de litio, bisoxalato borato de litio, difluorobisoxalato fosfato de litio y tetrafluorooxalato fosfato de litio.

[0115] En algunas realizaciones, el disolvente puede seleccionarse entre al menos uno de los siguientes: carbonato de etileno, carbonato de propileno, carbonato de etilo y metilo, carbonato de dietilo, carbonato de dimetilo, carbonato de dipropilo, carbonato de metilo y propilo, carbonato de etilo y propilo, carbonato de butileno, carbonato de fluoroetileno, formiato de metilo, acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de propilo, propionato de metilo, propionato de etilo, propionato de propilo, butirato de metilo, butirato de etilo, 1,4-butirolactona, sulfolano, metilsulfonilmetano, metanosulfonato de etilo y dietilsulfona.

[0116] En algunas realizaciones, el electrolito líquido incluye además, opcionalmente, un aditivo. Por ejemplo, el aditivo puede incluir un aditivo formador de película para el electrodo negativo o un aditivo formador de película para el electrodo positivo, o puede incluir un aditivo capaz de mejorar algún rendimiento de la batería, por ejemplo, un aditivo para mejorar el rendimiento de sobrecarga de la batería, o un aditivo para mejorar el rendimiento a alta temperatura o baja temperatura de la batería.

[0117] [Separador]

[0118] En algunas realizaciones, la batería secundaria incluye además un separador. El separador no se limita a ningún tipo específico en esta solicitud, y puede ser cualquier separador poroso conocido con buena estabilidad química y mecánica.

[0119] En algunas realizaciones, el material del separador puede seleccionarse entre al menos uno de los siguientes: fibra de vidrio, tejido no tejido, polietileno, polipropileno y fluoruro de polivinilideno. El separador puede ser una película delgada de una sola capa o una película delgada compuesta de varias capas, y no está específicamente limitado. Cuando el separador es una película delgada compuesta de varias capas, todas las capas pueden estar fabricadas con materiales iguales o diferentes, sin que exista ninguna limitación específica al respecto.

[0120] En algunas realizaciones, la placa del electrodo positivo, la placa del electrodo negativo y el separador pueden convertirse en un conjunto de electrodos mediante bobinado o laminación.

[0121] En algunas realizaciones, la batería secundaria puede incluir un embalaje exterior. El embalaje exterior se utiliza para embalar el conjunto del electrodo y el electrolito.

[0122] En algunas realizaciones, el embalaje exterior de la batería secundaria puede ser una carcasa rígida, por ejemplo, una carcasa de plástico rígido, una carcasa de aluminio o una carcasa de acero. El embalaje exterior de la batería secundaria puede ser alternativamente un paquete blando, por ejemplo, una bolsa blanda. Un material del paquete blando puede ser plástico. Como el plástico, se pueden enumerar polipropileno, poli(tereftalato de butileno), succinato de polibutileno y similares.

[0123] La batería secundaria no está limitada a ninguna forma específica en esta solicitud, y puede ser cilíndrica, rectangular o de cualquier otra forma. Por ejemplo, la FIG.4 muestra una batería secundaria 5 de estructura rectangular a modo de ejemplo.

[0124] En algunas realizaciones, con referencia a la FIG.5, el embalaje exterior puede incluir una carcasa 51 y una placa de cubierta 53. La carcasa 51 puede comprender una placa de base y una placa lateral conectada a la placa de base, y la placa de basa y la placa lateral encierran una cavidad receptora. El alojamiento 51 tiene una abertura que comunica con la cavidad de alojamiento, y la placa de cubierta 53 puede cubrir la abertura para cerrar la cavidad de alojamiento. Una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un separador pueden formar un conjunto de electrodos 52 a través del bobinado o laminación. El conjunto 52 de electrodo se embala en la cavidad de alojamiento. El electrolito se infiltra en el conjunto de electrodos 52. Puede haber uno o más conjuntos de electrodos 52 en la batería secundaria 5, y los expertos en la técnica pueden tomar decisiones según los requisitos reales.

[0125] En algunas realizaciones, las baterías secundarias pueden ensamblarse en un módulo de batería, y el módulo de batería puede incluir una o más baterías secundarias. Los expertos en la técnica pueden elegir una cantidad específica basándose en el uso y la capacidad del módulo de batería.

[0126] La FIG.6 muestra un módulo de batería 4 a modo de ejemplo. En referencia a la FIG.6, en el módulo de batería 4, se pueden disponer secuencialmente varias baterías secundarias 5 a lo largo de la dirección longitudinal del módulo de batería 4. Por supuesto, las baterías secundarias pueden disponerse de cualquier otra forma alternativa. Además, la pluralidad de baterías secundarias 5 se puede fijar mediante pasadores.

[0127] Opcionalmente, el módulo de batería 4 puede incluir además una carcasa con un espacio de alojamiento, y la pluralidad de baterías secundarias 5 se alojan en el espacio de alojamiento.

[0128] En algunas realizaciones, los módulos de batería pueden ensamblarse además en un paquete de baterías, y el paquete de baterías puede incluir uno o más módulos de batería. Los expertos en la técnica pueden elegir una cantidad específica basándose en el uso y la capacidad del paquete de baterías.

[0129] Las siguientes tablas muestran datos experimentales de colectores de corriente de batería que utilizan medios técnicos de esta realización y colectores de corriente de batería en ejemplos comparativos. Los ejemplos descritos a continuación son meramente ilustrativos y solo se utilizan para explicar esta solicitud, pero no pueden entenderse como limitaciones de la misma. Los ejemplos cuyas soluciones o condiciones técnicas no se especifican se elaboran sobre la base de soluciones o condiciones técnicas descritas en los documentos de la técnica, o se realizan sobre la base de la especificación del producto. Los reactivos o instrumentos usados son todos los productos convencionales que se pueden comprar en el mercado si no se indica ningún fabricante.

[0130] Los parámetros y las pruebas de rendimiento de los colectores de corriente de la batería en los ejemplos y ejemplos comparativos se muestran en las siguientes tablas.

[0131] Tabla 1

[0134]

[0136] Tabla 2

[0139]

[0143]

[0144] La conductividad es un parámetro que representa el rendimiento conductivo de un material. Una mayor conductividad significa un mejor rendimiento conductivo del material. Conductividad σ = 1/resistividad ρ, donde la resistividad se mide utilizando un medidor de resistividad.

[0145] Método de prueba de resistividad: Se coloca una muestra de ensayo entre dos electrodos del medidor de resistividad, de modo que entren en contacto total. La relación entre la tensión de corriente continua aplicada a los dos electrodos y la corriente que fluye a través de un volumen de la muestra de ensayo se denomina resistencia volumétrica Rv. La resistencia entre dos superficies opuestas de un material de 1 cm calculada por Rv y los tamaños de los electrodos y la muestra de ensayo se denomina resistividad volumétrica ρv. Es decir, ρv = Rv * S/d (Ω/cm). En la fórmula, S es el área del electrodo medido, d es el espesor de la muestra de ensayo y Rv es la resistencia volumétrica.

[0146] Método de ensayo de tensión de cizallamiento con lengüeta: Como se muestra en la FIG. 7, se sujeta una hoja de muestra soldada (formada por la soldadura de una hoja de adaptación 7 y una lámina 8), con la lámina de adaptación 7 y la lámina metálica 8 (un colector de corriente de batería) sujetas por una abrazadera superior y una abrazadera inferior, respectivamente, donde las dos abrazaderas se encuentran en la misma línea recta en dirección horizontal o vertical, la dirección de la fuerza es verticalmente paralela al plano de soldadura y la lengüeta no se puede romper al sujetarla. Las abrazaderas superior e inferior se mueven una respecto a la otra a una velocidad de 30 mm/min para estirar la lámina de muestra, y la fuerza de tracción aplicada cuando la hoja de muestra se rompe es la tensión de cizallamiento de soldadura de lengüeta.

[0147] Un método de medición de la densidad energética volumétrica incluye: preparar una batería secundaria y medir la densidad energética volumétrica de la batería secundaria.

[0148] El método de preparación de una batería secundaria es el siguiente.

[0149] 1. Se mezclaron completamente y de manera uniforme una sustancia activa para el electrodo positivo NCM811, un agente conductor negro de acetileno y un aglutinante difluoruro de polivinilideno (PVDF) en un sistema disolvente de N-metilpirrolidona en una proporción en masa de 94:3:3, y a continuación se aplicó la mezcla sobre una lámina de aluminio, se secó y se prensó en frío para obtener una placa de electrodo positivo.

[0150] 2. Se mezclaron completamente y se homogeneizaron una sustancia activa de electrodo negativo de grafito artificial, un agente conductor de negro de acetileno, un aglutinante de caucho de estireno-butadieno (SBR) y un espesante de carboximetilcelulosa sódica (CMC) en un sistema disolvente de agua desionizada en una proporción en masa de 90:5:2:2: 1, y a continuación la mezcla se aplicó sobre los colectores de corriente en los ejemplos y ejemplos comparativos, seguido de secado y prensado en frío, para obtener una placa de electrodo negativo.

[0151] 3. Se utilizó una película fina de polímero poroso de polietileno (PE) como separador.

[0152] 4. La placa del electrodo positivo, el separador y la placa del electrodo negativo se apilaron en secuencia, de modo que el separador quedara dispuesto entre los electrodos positivo y negativo para la separación, y se enrollaron para obtener una celda desnuda. La celda desnuda se colocó en un embalaje exterior y se inyectó un electrolito de hexafluorofosfato de litio con una concentración de 1 M (20 % de carbonato de etileno y 30 % de carbonato de dimetilo como disolvente y 50 % de carbonato de etilo y metilo por volumen), seguido del embalaje, para obtener una batería secundaria.

[0153] El método para medir la densidad energética volumétrica de una batería secundaria es el siguiente.

[0154] 1. Las baterías secundarias preparadas anteriormente se dejaron reposar durante 5 minutos a una temperatura constante de 25 °C y se descargaron a 2,8 V a 1/3 C. Después de dejarlas reposar durante 5 minutos de nuevo, las baterías secundarias se cargaron a 4,2 V a 1/3 C y, a continuación, se cargaron a una corriente inferior o igual a 0,05 C a una tensión constante de 4,2 V. Después de dejar reposar las baterías secundarias durante 5 minutos de nuevo, se registró una capacidad de carga en este caso como C0. A continuación, las baterías secundarias se descargaron a 2,8 V a 1/3 C, y la capacidad de descarga en este caso fue la capacidad de descarga inicial, que se registró como D0.

[0155] 2. Se multiplicó un valor de capacidad de descarga medido (es decir, la capacidad de descarga inicial D0) por la tensión de la plataforma U de un sistema y se dividió por el volumen de la carcasa V de las baterías para obtener la densidad energética volumétrica de las baterías.

[0156] El proceso de preparación del ejemplo comparativo 1 es el siguiente.

[0157] 1. Se utilizaron bolas de sal NaCl globosas disponibles en el mercado (pureza ≥ 99 %) como agente formador de poros, sometidas a tamizado, para obtener bolas de sal con un tamaño medio de partícula de 0,1 mm para su uso.

[0158] 2. Las partículas de NaCl con un tamaño medio de 0,1 mm obtenidas mediante tamizado en la etapa 1, el polvo de cobre electrolítico (pureza ≥ 99,5 %) adquirido en el mercado y el etanol se mezclaron uniformemente y, a continuación, la mezcla se introdujo en un molde de compresión y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener un material compacto en crudo. El polvo de cobre electrolítico y las partículas de NaCl pesaban 1792 gramos y 1728 gramos respectivamente; y con respecto a la masa total del polvo de cobre electrolítico y el NaCl, se añadieron 70,4 gramos de etanol.

[0159] 3. El material compacto en crudo preparado en la etapa 2 se colocó en una atmósfera de argón, se sinterizó a 740 °C durante 3 horas en un horno de sinterización y, a continuación, se sinterizó durante 5 horas a una temperatura aumentada a 920 °C.

[0160] 4. El artículo obtenido en la etapa 3 se enfrió a temperatura ambiente con el horno, se eliminó una superficie del artículo utilizando un alambre y, a continuación, se colocó el artículo en agua caliente cíclica para disolver las partículas de NaCl. Una vez que la masa del artículo dejó de cambiar, se colocó en un baño de agua ultrasónico para lavarlo durante 15 minutos, luego se lavó con acetona y se secó a 80 °C en un horno, para obtener un cobre espumoso poroso con una porosidad del 80 %.

[0162] Un proceso de preparación del ejemplo comparativo 2 es el siguiente.

[0164] 1. Se utilizaron bolas de sal NaCl globosas disponibles en el mercado (pureza ≥ 99 %) como agente formador de poros, sometidas a tamizado, para obtener bolas de sal con un tamaño medio de partícula de 0,1 mm para su uso.

[0165] 2. Las partículas de NaCl con un tamaño medio de 0,1 mm obtenidas mediante tamizado en la etapa 1, el polvo de cobre electrolítico (pureza ≥ 99,5 %) adquirido en el mercado y el etanol se mezclaron uniformemente y, a continuación, la mezcla se introdujo en un molde de compresión y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener un material compacto en crudo. El polvo de cobre electrolítico y las partículas de NaCl pesaban 1792 gramos y 1728 gramos respectivamente; y con respecto a la masa total del polvo de cobre electrolítico y el NaCl, se añadieron 70,4 gramos de etanol.

[0166] 3. El material compacto en crudo preparado en la etapa 2 se colocó en una atmósfera de argón, se sinterizó a 740 °C durante 3 horas en un horno de sinterización y, a continuación, se sinterizó durante 5 horas a una temperatura aumentada a 920 °C.

[0167] 4. El artículo obtenido en la etapa 3 se enfrió a temperatura ambiente con el horno, se eliminó una superficie del artículo utilizando un alambre y, a continuación, se colocó el artículo en agua caliente cíclica para disolver las partículas de NaCl. Una vez que la masa del artículo dejó de cambiar, se colocó en un baño de agua ultrasónico para lavarlo durante 15 minutos, luego se lavó con acetona y se secó a 80 °C en un horno, para obtener un cobre espumoso poroso con una porosidad del 80 %.

[0168] 5. Se tomaron dos cobres espumosos porosos obtenidos en la etapa 4. Se aplicó una capa uniforme de pegamento de carbono conductor disponible en el mercado (pegamento DAG-T-502 fabricado por TED PELLA, INC., EE. UU., 30 g/botella) sobre una de las superficies de uno de los cobres porosos, con un espesor de pegamento de 10 µm, y a continuación se unió el cobre poroso con el otro cobre espumoso poroso para obtener un cobre espumoso unido mediante el pegamento conductor.

[0170] El proceso de preparación del ejemplo 1 es el siguiente.

[0172] 1. Se utilizaron bolas de sal NaCl globosas disponibles en el mercado (pureza ≥ 99 %) como agente formador de poros, sometidas a tamizado, para obtener bolas de sal con un tamaño medio de partícula de 0,1 mm para su uso.

[0173] 2. Las partículas de NaCl con un tamaño medio de 0,1 mm obtenidas mediante tamizado en la etapa 1, polvo de cobre electrolítico (pureza ≥ 99,5 %) adquirido en el mercado y etanol con un peso equivalente al 2 % de la masa total del polvo de cobre electrolítico y el NaCl se mezclaron de manera uniforme y, a continuación, la mezcla se introdujo en un molde de compresión y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener una primera capa de material compacto en crudo. Se extendió una mezcla de polvo de cobre electrolítico y etanol sobre la primera capa y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa para obtener una segunda capa de material compacto en crudo. La mezcla de partículas de NaCl, polvo de cobre electrolítico comprado y etanol se colocó en plano sobre la segunda capa y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener una tercera capa de material compacto en crudo. El polvo de cobre electrolítico y las partículas de NaCl pesaban 1792 gramos y 1728 gramos respectivamente, y el etanol pesaba 70,4 gramos.

[0174] 3. El material compacto en crudo preparado en la etapa 2 se colocó en una atmósfera de argón, se sinterizó a 740 °C durante 3 horas en un horno de sinterización y, a continuación, se sinterizó durante 5 horas a una temperatura aumentada a 920 °C.

[0175] 4. El artículo obtenido en la etapa 3 se enfrió a temperatura ambiente con el horno, se eliminó una superficie del artículo utilizando un alambre y, a continuación, se colocó el artículo en agua caliente cíclica para disolver las partículas de NaCl. Una vez que la masa del artículo dejó de cambiar, se colocó en un baño de agua ultrasónico para lavarlo durante 15 minutos, luego se lavó con acetona y se secó a 80 °C en un horno, para obtener un cobre espumoso poroso. La porosidad del colector de corriente en el ejemplo 1 era del 80 %.

[0176] Un proceso de preparación del ejemplo 2 es el siguiente.

[0178] 1. Se utilizaron bolas de sal NaCl globosas disponibles en el mercado (pureza ≥ 99 %) como agente formador de poros, sometidas a tamizado, para obtener bolas de sal con un tamaño medio de partícula de 0,1 mm para su uso.

[0179] 2. Las partículas de NaCl con un tamaño medio de 0,1 mm obtenidas mediante tamizado en la etapa 1, polvo de cobre electrolítico (pureza ≥ 99,5 %) adquirido en el mercado y etanol con un peso equivalente al 2 % de la masa total del polvo de cobre electrolítico y el NaCl se mezclaron de manera uniforme y, a continuación, la mezcla se introdujo en un molde de compresión y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener una primera capa de material compacto en crudo. Se extendió una mezcla de polvo de cobre electrolítico y etanol sobre la primera capa y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa para obtener una segunda capa de material compacto en crudo. La mezcla de partículas de NaCl, polvo de cobre electrolítico comprado y etanol se colocó en plano sobre la segunda capa y se presurizó unidireccionalmente a 200 MPa, para obtener una tercera capa de material compacto en crudo. El polvo de cobre electrolítico y las partículas de NaCl pesaban 1344 gramos y 1836 gramos respectivamente, y el etanol pesaba 63,6 gramos.

[0180] 3. El material compacto en crudo preparado en la etapa 2 se colocó en una atmósfera de argón, se sinterizó a 740 °C durante 3 horas en un horno de sinterización y, a continuación, se sinterizó durante 5 horas a una temperatura aumentada a 920 °C.

[0181] 4. El artículo obtenido en la etapa 3 se enfrió a temperatura ambiente con el horno, se eliminó una superficie del artículo utilizando un alambre y, a continuación, se colocó el artículo en agua caliente cíclica para disolver las partículas de NaCl. Una vez que la masa del artículo dejó de cambiar, se colocó en un baño de agua ultrasónico para lavarlo durante 15 minutos, luego se lavó con acetona y se secó a 80 °C en un horno, para obtener un cobre espumoso poroso. La porosidad del colector de corriente en el ejemplo 2 era del 85 %.

[0182] Aunque esta solicitud se ha descrito con referencia a las realizaciones preferidas, se pueden realizar diversas modificaciones a esta solicitud sin apartarse del alcance de la misma, y los componentes que la componen se pueden sustituir por equivalentes. En particular, siempre que no haya ningún conflicto estructural, las diversas características técnicas mencionadas en las realizaciones se pueden combinar de cualquier manera. La presente solicitud no se limita a las realizaciones específicas dadas a conocer en esta memoria descriptiva, sino que incluye todas las soluciones técnicas que entran dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un colector de corriente de batería, que comprende:

una capa de espuma metálica (1); y

una capa de refuerzo de resistencia (2), en la que la capa de refuerzo de resistencia (2) es una capa metálica en forma de hoja, y la capa de refuerzo de resistencia (2) y la capa metálica espumosa (1) están apiladas y unidas metalúrgicamente; en la que la capa de refuerzo de resistencia (2) está provista de un orificio pasante.

2. El colector de corriente de batería según la reivindicación 1, en el que

la capa de espuma metálica (1) y la capa de refuerzo de resistencia (2) están soldadas entre sí; o la capa de espuma metálica (1) y la capa de refuerzo de resistencia (2) se sinterizan en conjunto.

3. El colector de corriente de batería según la reivindicación 1 o 2, en el que la capa de espuma metálica (1) comprende una primera capa de espuma metálica (11) dispuesta en un lado de la capa de refuerzo de resistencia (2) y una segunda capa de espuma metálica (12) dispuesta en el otro lado de la capa de refuerzo de resistencia (2).

4. El colector de corriente de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el colector de corriente de batería comprende un cuerpo colector de corriente y una porción de extremo situada en un lado exterior del cuerpo colector de corriente a lo largo de una dirección de anchura y utilizada para formar una lengüeta, en el que el cuerpo colector de corriente comprende la capa de espuma metálica (1) y la capa de refuerzo de resistencia (2) que están apiladas, y la porción de extremo comprende la capa de refuerzo de resistencia (2).

5. El colector de corriente de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que

ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia (2) en la dirección de la anchura están al ras con la capa de espuma metálica (1); o

un extremo de la capa de refuerzo de resistencia (2) sobresale de la capa de espuma metálica (1) en la dirección de la anchura, y el otro extremo queda al ras con la capa de espuma metálica (1); o

ambos extremos de la capa de refuerzo de resistencia (2) sobresalen en la dirección de la anchura de la capa de espuma metálica (1).

6. El colector de corriente de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

la capa de espuma metálica (1) está hecha de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleación; y/o

la capa de refuerzo de resistencia (2) está hecha de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, níquel, aluminio, hierro, magnesio, titanio, acero y aleación;

y/o

en el que

el espesor de la capa de espuma metálica (1) es de 10 µm a 100 µm; y/o

el espesor de la capa de refuerzo de resistencia (2) es de 4 µm a 12 µm;

y/o

en el que la porosidad de la capa de espuma metálica (1) es del 20 % al 90 % y, opcionalmente, la porosidad de la capa de espuma metálica (1) es del 80 % al 85 %.

7. Un método de preparación de un colector de corriente para baterías, que comprende:

una etapa de compresión del material, que comprende: colocar una primera capa de material para formar una capa de espuma metálica (1) y comprimir la primera capa de material en una primera capa de preforma, en la que la primera capa de material comprende polvo metálico y un agente formador de poros mezclado en el polvo metálico; y colocar una segunda capa de material para formar una capa de refuerzo de resistencia (2) sobre la primera capa de preforma y comprimir la segunda capa de material en una segunda capa de preforma, en la que la segunda capa de material comprende polvo metálico; y

una etapa de sinterización, que comprende: sinterizar los materiales comprimidos formados en la etapa de compresión de materiales;

en el que la capa de refuerzo de resistencia (2) está provista de un orificio pasante.

8. El método de preparación según la reivindicación 7,

en el que la etapa de compresión del material comprende además: colocar una tercera capa de material para formar la capa de espuma metálica (1) sobre la segunda capa de preforma y comprimir la tercera capa de material en una tercera capa de preforma, en la que la tercera capa de material comprende polvo metálico y un agente formador de poros mezclado en el polvo metálico, en la que, preferiblemente,

la presión de compresión para la primera capa de material es menor o igual que la presión de compresión para la tercera capa de material;

y/o

la presión de compresión para la primera capa de material es de 150 MPa-350 MPa; y

la presión de compresión para la tercera capa de material es de 150 MPa-350 MPa;

y/o

en el que

los materiales se encuentran en una atmósfera protectora de gas inerte durante la sinterización; y/o la temperatura de sinterización de los materiales es de 700 °C a 1000 °C; y/o

la duración de la sinterización de los materiales es de 5 a 8 horas.

9. Una batería secundaria, que comprende el colector de corriente de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o un colector de corriente de batería preparado utilizando el método de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8.

10. Un módulo de batería,caracterizado porcomprender la batería secundaria según la reivindicación 11.

11. Un paquete de baterías,caracterizado porcomprender el módulo de baterías según la reivindicación 10.

12. Un aparato eléctrico,caracterizado porcomprender al menos una de las baterías secundarias según la reivindicación 9, el módulo de batería según la reivindicación 10 o el paquete de baterías según la reivindicación 11.