【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池材料，涉及一種復合集流體及其制備方法和應用。
技術介紹
1、為應對新能源汽車長續航、輕量化需求，動力電池電芯的結構設計&化學體系設計偏向于極限設計，導致集流體的厚度設計趨向于極限。因此鋰電集流體減薄，降本要求日益提升，直接促進了新型集流體的發展。
2、集流體作為電池的重要組成部分，是實現電池化學能轉化為電能并對外輸出的關鍵要素，集流體并不貢獻實際的電池容量，并且其質量約占鋰電池總質量的12％，成本約占鋰電池總成本的8％。因此鋰電池集流體重量及厚度的減小，不僅有利于提升電池活性物質的體積，從而提升電池的能量密度，而且也有利于降低集流體的原材料成本，減薄趨勢下，鋰電池安全隱患凸顯出來。
3、復合集流體的結構設計保證安全性的同時能夠最大程度減薄。越薄的鋰電集流體，其抗張能力和抗壓變形能力越低，箔面出現斷裂或裂縫的可能性較大，從而容易引發熱失控。同時，傳統集流體在受到外力碰撞時容易產生毛刺，進而引發短路等安全隱患，因此兼具安全性等優勢的復合集流體有望成為未來的發展趨勢。
4、cn115084789a公開了一種復合集流體及其制備方法、電池，包括：基材層；復合層，復合層設于基材層的至少一個表面上，復合層包括：結合層，結合層附著于基材層的表面；導電層，導電層位于結合層的表面；阻隔層，阻隔層設于結合層與導電層之間，阻隔層的一側表面與結合層相連，阻隔層的另一側表面與導電層相連，阻隔層用于阻斷結合層與導電層發生反應。
5、cn116247220a公開了一種復合集流體的制備方法
6、上述方案所述復合集流體主要采用pet、pp、pi用作復合銅箔的基膜材料，制得復合集流體存在有導熱性差、安全性能較差的問題，限制了其在實際中的應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種復合集流體及其制備方法和應用，本專利技術所述復合集流體具有高導熱、高安全的特點，在保證復合集流體低成本、高安全性能、輕量化等性能的同時，兼具高導熱性。本專利技術所述復合集流體相比于傳統的復合集流體結構設計在安全性與導熱性方面具有明顯的優勢。
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種復合集流體，所述復合集流體包括陶瓷層和依次層疊設置于所述陶瓷層兩側表面的聚苯并惡唑即pbo薄膜層和鍍銅層。
4、本專利技術所述復合集流體采用高導熱的pbo薄膜作為基材，其高導熱(導熱系數可達36.7w/(m·k))的特性能有效降低集流體的溫度，避免出現因集流體過流而產生大量熱量累積的現象。使用高分子材料pbo置換傳統銅箔中的部分金屬銅，pbo相對于銅材能夠有效的增強集流體的韌性與絕緣性，減少金屬銅的使用量，進而減小集流體的厚度與重量，為活性材料提供更多的空間。
5、優選地，所述陶瓷層包括氧化鋁陶瓷層、碳化物陶瓷層、硼化物陶瓷層或氮化物陶瓷層中的任意一種或至少兩種的組合。
6、優選地，所述陶瓷層的厚度為1～3μm，例如：1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
7、優選地，所述pbo薄膜層的單側厚度為0.5～1.5μm，例如：0.5μm、0.8μm、1μm、1.2μm或1.5μm等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
8、優選地，所述鍍銅層的單側厚度為0.5～1.5μm，例如：0.5μm、0.8μm、1μm、1.2μm或1.5μm等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
9、第二方面，本專利技術提供了一種如第一方面所述復合集流體的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
10、(1)在pbo薄膜上涂覆一層陶瓷漿料，形成陶瓷層，在陶瓷層上再涂覆一層pbo薄膜；
11、(2)在兩層pbo薄膜遠離陶瓷層一側分別覆蓋鍍銅層，得到所述復合集流體。
12、優選地，步驟(1)所述陶瓷漿料中的主材料包括陶瓷材料和粘結劑。
13、優選地，以所述陶瓷漿料中主材料的質量為100％計，所述粘結劑的質量分數為10～15％，例如：10％、11％、12％、13％、14％或15％等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
14、優選地，所述粘結劑包括聚偏氟乙烯(pvdf)。
15、優選地，步驟(2)所述覆蓋的方法包括蒸鍍。
16、第三方面，本專利技術提供了一種負極極片，所述負極極片包含如第一方面所述復合集流體。
17、第四方面，本專利技術提供了一種電池，所述電池包含如第三方面所述的負極極片。
18、相對于現有技術，本專利技術具有以下有益效果：
19、(1)本專利技術采用高導熱的pbo薄膜作為基材，其高導熱(36.7w/m*k)有效降低集流體的溫度，避免出現因集流體過流而產生大量熱量累積的現象。
20、(2)本專利技術使用高分子材料pbo置換傳統銅箔中的部分金屬銅，pbo相對于銅材能夠有效的增強集流體的韌性與絕緣性，減少金屬銅的使用量，進而減小集流體的厚度與重量，為活性材料提供更多的空間。
21、(3)本專利技術所述復合集流體的導熱系數可達37.8w/(m·k)以上，且絕緣失效溫度達到了1400℃，遠高于pet、pp、pi等基材。
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1.一種復合集流體，其特征在于，所述復合集流體包括陶瓷層和依次層疊設置于所述陶瓷層兩側表面的PBO薄膜層和鍍銅層。
2.如權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述陶瓷層包括氧化鋁陶瓷層、碳化物陶瓷層、硼化物陶瓷層或氮化物陶瓷層中的任意一種或至少兩種的組合。
3.如權利要求1或2所述的復合集流體，其特征在于，所述陶瓷層的厚度為1～3μm。
4.如權利要求1-3任一項所述的復合集流體，其特征在于，所述PBO薄膜層的單側厚度為0.5～1.5μm。
5.如權利要求1-4任一項所述的復合集流體，其特征在于，所述鍍銅層的單側厚度為0.5～1.5μm。
6.一種如權利要求1-5任一項所述復合集流體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
7.如權利要求6所述的復合集流體，其特征在于，步驟(1)所述陶瓷漿料中的主材料包括陶瓷材料和粘結劑；
8.如權利要求6或7所述的復合集流體，其特征在于，步驟(2)所述覆蓋的方法包括蒸鍍。
9.一種負極極片，其特征在于，所述負極極片包含如權利要求1-5任
10.一種電池，其特征在于，所述電池包含如權利要求9所述的負極極片。
...【技術特征摘要】
1.一種復合集流體，其特征在于，所述復合集流體包括陶瓷層和依次層疊設置于所述陶瓷層兩側表面的pbo薄膜層和鍍銅層。
2.如權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述陶瓷層包括氧化鋁陶瓷層、碳化物陶瓷層、硼化物陶瓷層或氮化物陶瓷層中的任意一種或至少兩種的組合。
3.如權利要求1或2所述的復合集流體，其特征在于，所述陶瓷層的厚度為1～3μm。
4.如權利要求1-3任一項所述的復合集流體，其特征在于，所述pbo薄膜層的單側厚度為0.5～1.5μm。
5.如權利要求1-4任一項所述的復合集流體，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勇，陳成，
申請(專利權)人：上海蘭鈞新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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