一種復合集流體、極片、電芯和鋰電池制造技術

本技術公開了一種復合集流體、極片、電芯和鋰電池，涉及鋰電池的技術領域，其中復合集流體包括集流體主體、控溫層和網格框架，所述控溫層覆蓋在所述集流體主體的表面上，所述網格框架嵌入所述控溫層內，所述網格框架的厚度小于所述控溫層的厚度。本技術公開的極片包括上述的復合集流體。本技術公開的電芯包括上述的極片。本技術公開的鋰電池包括上述的電芯。本技術通過在集流體主體的表面設置控溫層，并在控溫層內嵌設網格框架，解決了現有的鋰電池容易產生內短路、熱失控的問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及鋰電池的，具體地，主要涉及復合集流體、極片、電芯和鋰電池。

技術介紹

1、鋰離子電池憑借比能量高、循環壽命長等優越性能，被廣泛應用于電子產品、電動汽車和儲能系統等領域。然而，鋰離子電池在實際工作的充放電復雜工況中，有可能會出現過充、過放、過熱等特殊情況，引起電池性能的快速衰退，嚴重時會造成電池內短路、熱失控、起火等安全問題。

2、在現有技術下，可以使用陶瓷隔膜最大限度降低短路風險，或對電極包覆ptc材料組成的網格框架來抑制短路造成的熱失控，網格框架的網格孔洞中還會鍍上al或cu材質的金屬控溫薄膜。在短路發生時，電池內部產生大量熱量，由于ptc材料為正溫度系數的熱敏電阻，因此大量產生的熱量能夠使ptc層電阻增加，以降低短路電流，進而抑制熱失控的產生。

3、但是，這種方法工藝較為復雜，時間成本較高，同時，鍍在網格框架上的金屬控溫薄膜可能會產生毛刺刺破隔離膜造成內短路，其次，金屬薄膜的厚度小于網格框架的厚度，而網格框架的邊緣較為鋒銳，這同樣會導致劃破隔離膜造成內短路，因此，現有的降低電池內短路、熱失控的方法并不可靠。

4、有鑒于此，需要對現有的鋰電池的結構進行改進。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本技術提供一種復合集流體、極片、電芯和鋰電池，以解決現有的鋰電池容易產生內短路、熱失控的問題。

2、本技術公開的一種復合集流體，包括集流體主體、控溫層和網格框架，所述控溫層覆蓋在所述集流體主體的表面上，所述網格框架嵌入所述控溫層內，所述網格框架的厚度小于所述控溫層的厚度。

3、優選地，所述網格框架的厚度為10～15um。

4、優選地，所述集流體主體為長條形結構，所述網格框架中網格的數量n≥ab/2，其中a為所述集流體主體的長度，b為所述集流體主體的寬度，a和b的單位均為厘米。

5、優選地，所述網格框架的面積尺寸范圍在0.5平方厘米到8平方厘米之間。

6、優選地，所述控溫層采用碳纖維、石墨烯和人造石墨中的一種。

7、優選地，所述網格框架包括ptc熱敏電阻和金屬材料。

8、優選地，所述金屬材料為鋁或銅。

9、本技術公開的一種極片，包括上述任一所述的復合集流體。

10、本技術公開的一種電芯，包括上述的極片。

11、本技術公開的一種鋰電池，包括上述的電芯。

12、本技術的有益效果在于：

13、以本技術的復合集流體制作的極片、電芯和鋰電池，其在循環過程中，電池產生的熱量能夠被控溫層吸收，減少電池出現異常的發熱現象，提高電池的循環壽命，另外，網格框架一方面提高了集流體主體的導電性能，另一方面在電池出現溫度異常升高時，能夠顯著提高電阻，對電池內部進行斷路，從而提高了電池的安全性能，有效避免電池因發生內短路而造成的安全事故；此外，網格框架的厚度小于控溫層，且網格框架嵌入控溫層內，極大降低了網格框架尖銳部分將隔膜劃破、造成電池內部短路的風險，控溫層的粘性還能夠增加網格框架的牢固性，避免其脫落造成短路等安全問題；由此可見，本技術解決了現有的鋰電池容易產生內短路、熱失控的問題。

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【技術保護點】

1.一種復合集流體，其特征在于，包括集流體主體(1)、控溫層(2)和網格框架(3)，所述控溫層(2)覆蓋在所述集流體主體(1)的表面上，所述網格框架(3)嵌入所述控溫層(2)內，所述網格框架(3)的厚度小于所述控溫層(2)的厚度。

2.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述網格框架(3)的厚度為10～15um。

3.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述集流體主體(1)為長條形結構，所述網格框架(3)中網格的數量n≥ab/2，其中a為所述集流體主體(1)的長度，b為所述集流體主體(1)的寬度，a和b的單位均為厘米。

4.根據權利要求3所述的復合集流體，其特征在于，所述網格框架(3)的面積尺寸范圍在0.5平方厘米到8平方厘米之間。

5.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述控溫層(2)采用碳纖維、石墨烯和人造石墨中的一種。

6.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述網格框架(3)包括PTC熱敏電阻和金屬材料。

7.根據權利要求6所述的復合集流體，其特征在于，所述金屬材料為鋁或銅。

8.一種極片，其特征在于，包括權利要求1-7任一所述的復合集流體。

9.一種電芯，其特征在于，包括權利要求8所述的極片。

10.一種鋰電池，其特征在于，包括權利要求9所述的電芯。

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【技術特征摘要】

1.一種復合集流體，其特征在于，包括集流體主體(1)、控溫層(2)和網格框架(3)，所述控溫層(2)覆蓋在所述集流體主體(1)的表面上，所述網格框架(3)嵌入所述控溫層(2)內，所述網格框架(3)的厚度小于所述控溫層(2)的厚度。

2.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述網格框架(3)的厚度為10～15um。

3.根據權利要求1所述的復合集流體，其特征在于，所述集流體主體(1)為長條形結構，所述網格框架(3)中網格的數量n≥ab/2，其中a為所述集流體主體(1)的長度，b為所述集流體主體(1)的寬度，a和b的單位均為厘米。

4.根據權利要求3所述的復合集流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：禹紹鴻，鄭明清，
申請(專利權)人：浙江鋰威能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：