正极复合集流体、正极片和电池的制作方法

    技术2025-05-27  40


    本发明涉及电池的,具体涉及一种正极复合集流体、正极片和电池。


    背景技术:

    1、锂离子二次电池,具备较高的充放电性能且环境友好,被广泛地应用于电动汽车以及消费类电子产品中。集流体是电化学装置中重要的组成部分,其既为活性物质层提供支撑,又用于将活性物质层产生的电流汇集起来以便对外输出。因此,集流体对电极极片及电化学装置的性能具有重要影响。

    2、目前除了传统的铝合金外,还会使用正极复合集流体作为正极集流体,正极复合集流体是在高分子的支撑层上蒸镀铝合金,蒸镀的铝合金金属层厚度较薄,且需要与高分子支撑层表面紧密贴合。但市场上的一些正极复合集流体在正极涂布时发生刮料以及辊压过程出现断带的风险较大。因此有必要开发出一种新的正极复合集流体,避免出现刮料和断带问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种正极复合集流体、正极片和电池,该正极复合集流体中的支撑层和金属导电层能够紧密贴合,同时能够缓解甚至解决在正极涂布时发生刮料以及辊压过程出现断带的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种正极复合集流体,所述正极复合集流体包含支撑层和位于支撑层两侧表面的金属导电层,所述金属导电层包含al和元素m,所述元素m包含fe和si,所述金属导电层中fe和si的重量比fe/si=0.1-100。

    3、本发明第二方面提供了一种正极片,所述正极片包含第一方面所述的正极复合集流体和位于正极复合集流体至少一侧的正极活性物质层。

    4、本发明第三方面提供了一种电池,所述电池包含第一方面所述的正极复合集流体或第二方面所述的正极片。

    5、本发明采用上述技术方案具有以下有益效果:

    6、本发明所述的正极复合集流体中,通过控制金属导电层中fe和si元素的含量,进而具有较高含量的细小且弥散分布的金属间化合物(α相al-fe合金),使得金属导电层具有细小、均一的微观组织,保证金属导电层具有稳定的高塑性和高韧性,且可以与高分子支撑层表面粘结的更加紧密,提高粘接力,防止正极复合集流体在正极涂布时发生刮料以及辊压过程出现断带的问题。

    7、此外,均一细小的晶粒排列紧密,晶粒间不会存在间隙,可以提高铝合金的导电性。

    8、本发明所述的正极复合集流体具有面密度小的特点,使用该正极复合集流体可以大大提高电池的能量密度。

    9、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中,在没有特别说明的情况下,数据范围均包括端点。



    技术特征:

    1.一种正极复合集流体,其特征在于,所述正极复合集流体包含支撑层和位于支撑层两侧表面的金属导电层,所述金属导电层包含al和元素m,所述元素m包含fe和si,所述金属导电层中fe和si的重量比fe/si=0.1-100。

    2.根据权利要求1所述的正极复合集流体,其特征在于,fe和si的重量比fe/si=1-10;和/或

    3.根据权利要求1或2所述的正极复合集流体,其特征在于,所述正极复合集流体还包含位于金属导电层表面的金属氧化物层;

    4.根据权利要求1-3中任意一项所述的正极复合集流体,其特征在于,所述正极复合集流体的在(110)晶面的峰强度i(110)与(111)晶面的峰强度i(111)之比i(110)/i(111)为5-50,优选为10-40。

    5.根据权利要求1-4中任意一项所述的正极复合集流体,其特征在于,所述金属导电层晶粒的尺寸为100nm以下,优选为1nm-50nm。

    6.根据权利要求1-5中任意一项所述的正极复合集流体,其特征在于,所述正极复合集流体的延伸率为3%-8%,优选为5%-8%;和/或

    7.根据权利要求1-6中任意一项所述的正极复合集流体,其特征在于,所述支撑层的厚度为2μm-15μm;和/或

    8.根据权利要求1-7中任意一项所述的正极复合集流体,其特征在于,所述支撑层的材质包含聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸1,4环己二甲醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少一种。

    9.一种正极片,其特征在于,所述正极片包含权利要求1-8中任意一项所述的正极复合集流体和位于正极复合集流体至少一侧的正极活性物质层;

    10.一种电池,其特征在于,所述电池包含权利要求1-8中任意一项所述的正极复合集流体或权利要求9所述的正极片。


    技术总结
    本发明涉及电池领域,提供了正极复合集流体、正极片和电池,所述正极复合集流体包含支撑层和位于支撑层两侧表面的金属导电层,所述金属导电层包含Al和元素M,所述元素M包含Fe和Si,所述金属导电层中Fe和Si的重量比Fe/Si=0.1‑100。该正极复合集流体中的支撑层和金属导电层能够紧密贴合,同时能够缓解甚至解决在正极涂布时发生刮料以及辊压过程出现断带的问题。

    技术研发人员:屠山山,白燕,张国栋
    受保护的技术使用者:浙江冠宇电池有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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