CN111048788B - 一种集流体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集流体及其制备方法和应用。本发明提供的集流体包括功能膜层以及设置于所述功能膜层上表面和下表面的金属层；其中，所述功能膜层包括阻燃剂。本发明提供的集流体及其制备方法，由于在功能膜层中添加了阻燃剂，不仅可以有效降低着火点，而且可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著提升了电池的安全性能；功能膜层还可以承载其上表面和下表面的金属层，降低了集流体的重量，提高电池能量密度。

Description

一种集流体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种集流体及其制备方法和应用。
背景技术
由于锂离子电池具有能量密度高、功率密度高的特点，因此其应用前景十分广阔，例如，在消费类电子产品、电动交通工具以及储能等领域中，锂离子电池已经得到广泛的应用。
常规的锂离子电池集流体采用金属箔材，正极通常用金属铝箔，负极通常用金属铜箔，该种常规的锂离子电池在一些滥用条件下(如针刺、挤压、撞击等)，电池内部会发生短路引发安全事故，给锂离子电池的使用造成了极大的安全隐患。
因此，如何改善锂离子电池的安全性能受到越来越高的关注。
发明内容
本发明提供一种集流体及其制备方法，用于解决现有技术中的锂离子电池安全性能不高的问题。
本发明提供一种集流体，所述集流体包括功能膜层以及设置于所述功能膜层上表面和下表面的金属层；
其中，所述功能膜层包括阻燃剂。
图1为本发明提供的集流体剖面结构示意图，如图1所示，该集流体包括功能膜层1以及设置于所述功能膜层1上表面和下表面的金属层2，本领域技术人员可利用现有的方法在功能膜层的上表面和下表面设置金属层，功能膜层不仅用于承载其上表面和下表面的具有导电性的金属层，还能够替代常规的部分金属集流体，降低了集流体的重量，进一步提高锂离子电池的能量密度；此外，本发明的集流体中的功能膜层包括阻燃剂，在实际制备过程中，可以将阻燃剂与功能膜层的其他组分进行混合得到浆液并对浆液进行延展处理，得到该功能膜层。由于功能膜层中含有阻燃剂，因此可降低集流体的着火点，并且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著提升了电池的安全性能。
在具体实施方式中，所述阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、羟基铝、磷酸锌、硼酸锌、聚磷酸铵、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、磷酸三(二溴丙基)酯、八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚A、氯丹酸酐、环磷酰胺聚合物、三聚氰胺尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇磷酸酯、三(2,4,6-三溴苯氧基)-三嗪中的一种或多种。
出于对电池安全性能以及制备成本的考虑，功能膜层中阻燃剂的质量为功能膜层质量的0.1％-10％。进一步地，阻燃剂的质量为功能膜层质量的1-10％。
在本发明提供的集流体中，除了阻燃剂，功能膜层中还可以包括聚合物，通过将包括阻燃剂和聚合物的浆液作为功能膜层的原料，经过延展处理得到该功能膜层，聚合物作为功能膜层的基底材料，可以在电池内部发生短路时切断电流，在一定程度上改善了电池的安全性能。
聚合物选自主链上包括碳元素的聚烯烃类、聚氨酯类、聚酰胺类、聚酯类、聚醚类和其他杂链聚合物，以及主链上不包括碳元素的有机聚合物中的一种或多种。
进一步地，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、硅橡胶中的一种或多种。
可选地，聚合物选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯中一种或多种。
本领域技术人员可自行选择具体的阻燃剂和聚合物并在上述范围内合理配比，并按照选择的比例将阻燃剂和聚合物混合得到浆液并进行延展处理，得到该功能膜层。
为了保证集流体的重量和锂离子电池的性能，需要在延展处理时控制功能膜层的厚度。在一种具体实施方式中，可以控制功能膜层的厚度为1～20μm；进一步地，功能膜层的厚度为3～10μm。
将上述功能膜层按照UL94标准中垂直燃烧法测试其阻燃等级，其阻燃等级均高于V2级；按照GBT 2406.1-2008标准测试其氧指数，其含氧指数均高于26。
在得到功能膜层后，需要在该功能膜层的上表面和下表面设置金属层，具体的，金属层选自铝、铜、镍、钛、银、不锈钢、镍铜合金、铝锆合金中一种或多种。
本领域技术人员可依据现有技术在功能膜层的上表面和下表面设置金属层，具体的，可以选自机械压合、粘结、气相沉积、化学蒸镀、电镀中的一种或多种。
其中，气相沉积法可选择物理气相沉积法，物理气相沉积法可选择蒸发法、溅射法中的一种或多种，蒸发法可选择真空蒸镀法、热蒸发法、电子束蒸发法中的一种或多种，溅射法可选择磁控溅射法。
同样，在设置金属层时需要控制金属层的厚度。在一种具体实施方式中，金属层厚度为0.1～10μm；进一步地，金属层的厚度为0.5～2μm。
本发明提供了一种集流体，包括功能膜层以及设置于所述功能膜层上表面和下表面的金属层，功能膜层用于承载其上表面和下表面的金属层，功能膜层的设置可降低集流体的重量，进一步提高锂离子电池的能量密度；其中，功能膜层包括阻燃剂，可以降低集流体的着火点，并且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著的提升了电池的安全性能。
另一方面，本发明还提供了一种集流体的制备方法，包括如下步骤：
1)对含有阻燃剂的浆液进行延展处理，得到功能膜层；
2)在所述功能物膜层的上表面和下表面设置金属层，得到所述集流体。
本发明提供了一种集流体的制备方法，首先对含有阻燃剂的浆液进行延展处理，得到该功能膜层；其次，在功能膜层的上表面和下表面设置金属层，得到该集流体。根据上述制备方法得到的集流体，由于功能膜层中含有阻燃剂，可以降低集流体的着火点，并且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著的提升了电池的安全性能；并且，功能膜层的设置，替代了常规的金属集流体，降低了集流体的重量，进一步提高锂离子电池的能量密度。
进一步地，步骤1)中的浆液还包括聚合物。通过将包括阻燃剂和聚合物的浆液作为功能膜层的原料，经过延展处理得到该功能膜层，聚合物作为功能膜层的基地材料，可以在电池内部发生短路时切断电流，在一定程度上改善了电池的安全性能。
阻燃剂以及聚合物的种类与用量与前述相同，此处不再赘述。
为了保证集流体的重量和锂离子电池的性能，需要在延展处理时控制功能膜层的厚度。例如，控制功能膜层的厚度为1～20μm。
将制备得到的功能膜层按照UL94标准中垂直燃烧法测试其阻燃等级，其阻燃等级均高于V2级；按照GBT 2406.1-2008标准测试其氧指数，其含氧指数均高于26。
在一种具体地实施方式中，步骤1)可以具体包括：将所述聚合物和所述阻燃剂熔融混炼得到所述浆液后，对所述浆液依次经过挤出、拉伸、冷却，得到所述功能膜层。
在本实施方式中，将选择好的聚合物和阻燃剂在一定温度下熔融混炼使聚合物和阻燃剂均匀混合得到浆液，随后对浆液依次经过挤出、拉伸、冷却，得到功能膜层。
具体的，挤出可使用挤出设备，拉伸可使用双向拉伸设备，冷却至室温即可，无特殊要求。
在另一种实施方式中，步骤1)可以具体包括：将所述聚合物与所述阻燃剂溶于溶剂中得到所述浆液，对所述浆液依次经过涂布，干燥，得到所述功能膜层。
在本实施方式中，可将选择好的聚合物溶于溶剂中形成溶液，再加入一定质量的阻燃剂，混合搅拌均匀后得到浆液，并对浆液依次经过涂布，干燥，得到功能膜层。
具体的，在涂布过程中，需要将浆液涂布至基板上，干燥溶剂后，再将基板剥离，即得到该功能膜层。
在按照上述方式得到功能膜层后，再通过机械压合、粘结、气相沉积、化学蒸镀、电镀中的至少一种方式在所述功能膜层的上表面和下表面设置金属层。
具体的，气相沉积法可选择物理气相沉积法，物理气相沉积法可选择蒸发法、溅射法中的一种或多种，蒸发法可选择真空蒸镀法、热蒸发法、电子束蒸发法中的一种或多种，溅射法可选择磁控溅射法。
其中，金属层的材料和厚度与前述相同，此处不再赘述。
通过本发明提供的集流体制备方法，首先对含有阻燃剂的浆液进行延展处理，并控制其厚度，即可得到功能膜层，然后，在功能膜层的上表面和下表面设置一定厚度的金属层，即可得到该集流体。根据上述制备方法得到的集流体，由于功能膜层中含有阻燃剂，可以降低集流体的着火点，并且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著的提升了电池的安全性能；其次，在得到的功能膜层上表面和下表面设置金属层，替代了常规的金属集流体，降低了集流体的重量，进一步提高了锂离子电池的能量密度。
再一方面，本发明还提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括如上述任一所述的集流体或上述任一所述的制备方法得到的集流体。
本发明提供的锂离子电池，本领域技术人员可将本申请提供的集流体结合现有的锂离子电池制备工艺制备得到，其集流体包括功能膜层以及设置于功能膜层上表面和下表面的金属层，并且功能膜层包括阻燃剂。由于功能膜层中含有阻燃剂，可以降低集流体的着火点，并且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著的提升了电池的安全性能；其次，功能膜层可承载其上表面和下表面的金属层，降低了集流体的重量，进一步提高锂离子电池的能量密度。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、采用功能膜层承载金属层降低了集流体的重量，有利于提高电池能量密度；
2、功能膜层中含有阻燃剂，不仅可以降低集流体的着火点，而且阻燃剂可以在高温下从集流体中释放到电解液中，达到主动灭火的作用，显著提升了电池的安全性能。
3、采用该集流体制备的电池的安全性能突出，尤其表现在针刺安全测试通过率、加热安全测试通过率及过充安全测试通过率的改善。
附图说明
图1为本发明提供的集流体剖面结构示意图；
1：功能膜层；2：金属层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明各实施例所采用的聚合物的分子量为：
聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，平均分子量为31000；聚丙烯PP，平均分子量为400000；聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，平均分子量为38000；聚偏氟乙烯PVDF，平均分子量为900000；聚氯乙烯PVC，平均分子量为120000。
制备锂离子电池所使用的聚乙烯(PE)多孔隔膜为上海恩捷新材料科技有限公司生产的湿法聚乙烯多孔隔膜ND12，厚度12μm；锂离子电池电解液为深圳新宙邦科技股份有限公司的LBC445B33型号电解液。
实施例1
本实施例提供的集流体，功能膜层由90份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和10份三氧化二锑得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将90份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和10份三氧化二锑在265℃熔融混炼20min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为1μm的功能膜层。
经测试该功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为5μm集流体A1，用作正极集流体材料；
通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为5μm集流体B1，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份钴酸锂正极、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A1上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B1上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例1-1
1)使用5μm铝箔集流体替换集流体A1，使用5μm铜箔集流体替换集流体B1，并采用与实施例1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例1-2
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET在265℃熔融混炼20min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为1μm的PET膜层。
2)通过真空蒸镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为5μm集流体C1，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为5μm集流体D1，用作负极集流体材料。
使用集流体C1替换集流体A1，使用集流体D1替换集流体B1，并采用与实施例1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
实施例2-1
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚丙烯PP和1份磷酸锌得到，并在在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚丙烯PP和1份磷酸锌在170℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V2级，氧指数为26。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层两侧分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A2-1，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在功能膜层两侧分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体B2-1，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份钴酸锂正极、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A2-1上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B2-1上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例2-2
本实施例提供的集流体，功能膜层由95份聚丙烯PP和5份磷酸锌得到，并在在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将95份聚丙烯PP与5份磷酸锌在170℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A2-2，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体B2-2，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份钴酸锂正极、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A2-2上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B2-2上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例2-3
本实施例提供的集流体，功能膜层由90份聚丙烯PP和10份磷酸锌得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将90份聚丙烯PP与10份磷酸锌在170℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的功能膜层。
经测试功能薄膜F2-3的阻燃等级为V0级，氧指数为29。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体A2-3，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体B2-3，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份钴酸锂正极、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A2-3上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B2-3上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例2-1
1)使用9μm铝箔集流体替换集流体A2-1，使用9μm铜箔集流体替换集流体B2-1，并采用与实施例2-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例2-2
1)将100份聚丙烯PP在265℃熔融混炼30min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的PP膜层。
2)通过真空蒸镀法在PP膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为9μm集流体C2，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在PP膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体D2，用作负极集流体材料。
使用集流体C2替换集流体A2-1，使用集流体D2替换集流体B2-1，并采用与实施例2-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
实施例3-1
本实施例提供的集流体，功能膜层由98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置不锈钢层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯在250℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的功能膜层。
经测试功能薄膜F3-1的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过粘结法在功能膜层上表面和下表面分别粘结5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为13μm集流体A3-1，用作正极集流体材料。
通过电镀法在功能膜层上表面和下表面分别电镀3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体B3-1，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份高镍三元正极(NCM811)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A3-1上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份硅碳功能负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B3-1上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例3-2
本实施例提供的集流体，功能膜层由98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置不锈钢层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯在250℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过粘结法在功能膜层上表面和下表面分别粘结5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体A3-2，用作正极集流体材料。
通过电镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为11μm集流体B3-2，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份高镍三元正极(NCM811)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A3-2上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份硅碳复合负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B3-2上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例3-3
本实施例提供的集流体，功能膜层由98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置不锈钢层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将98份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和2份磷酸三苯酯在265℃熔融混炼30min后得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为10μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过粘结法在功能膜层上表面和下表面分别粘结5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为20μm集流体A3-3，用作正极集流体材料。
通过电镀法在功能膜层上表面和下表面分别电镀3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为16μm集流体B3-3，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份高镍三元正极(NCM811)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A3-3上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份硅碳复合负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B3-3上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例3-1
1)使用13μm不锈钢集流体替换集流体A3-1，使用9μm铜箔集流体替换集流体B3-1，并采用与实施例3-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例3-2
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET在265℃熔融混炼30min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的PET膜层。
2)通过粘结法在PET膜层上表面和下表面分别粘结5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为13μm集流体C3-1，用作正极集流体材料。
通过电镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为9μm集流体D3-1，用作负极集流体材料。
使用集流体C3-1替换集流体A3-1，使用集流体D3-1替换集流体B3-1，并采用与实施例3-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例3-3
1)使用15μm不锈钢集流体替换集流体A3-2，使用11μm铜箔集流体替换集流体B3-2，并采用与实施例3-2相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例3-4
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET在265℃熔融混炼30min得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为5μm的PET膜层。
2)通过粘结法在PET膜层上表面和下表面分别粘上5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为15μm集流体C3-2，用作正极集流体材料。
通过电镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为11μm集流体D3-2，用作负极集流体材料。
使用集流体C3-2替换集流体A3-2，使用集流体D3-2替换集流体B3-2，并采用与实施例3-2相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例3-5
1)使用20μm不锈钢集流体替换集流体A3-3，使用16μm铜箔集流体替换集流体B3-3，并采用与实施例3-3相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例3-6
1)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET在265℃熔融混炼30min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为10μm的PET膜层。
2)通过粘结法在PET膜层上表面和下表面分别粘结5μm厚的不锈钢层，即可得到总厚度为20μm集流体C3-3，用作正极集流体材料。
通过电镀法在PET膜层上表面和下表面分别镀上3μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为16μm集流体D3-3，用作负极集流体材料。
使用集流体C3-3替换集流体A3-3，使用集流体D3-3替换集流体B3-3，并采用与实施例3-3相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
实施例4-1
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和1份三聚氰胺尿酸盐得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属银层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与1份质量的三聚氰胺尿酸盐在270℃熔融混炼25min得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的功能膜层。
经测试功能薄膜F4的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为3.2μm集流体A4-1，用作正极集流体材料。
通过化学镀方法在功能膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为3.2μm集流体B4-1，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCM622)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A4-1上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B4-1上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例4-2
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和1份三聚氰胺尿酸盐得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属银层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与1份三聚氰胺尿酸盐在270℃熔融混炼25min得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上0.5μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为4μm集流体A4-2，用作正极集流体材料。
通过化学镀方法在功能膜层上表面和下表面分别镀上0.5μm厚的金属银层，即可得到总厚度为4μm集流体B4-2，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCM622)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A4-2上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B4-2上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例4-3
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和1份三聚氰胺尿酸盐得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属银层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与1份三聚氰胺尿酸盐在270℃熔融混炼25min得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体A4-3，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀方法在功能膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属银层，即可得到总厚度为7μm集流体B4-3，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCM622)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A4-3上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B4-3上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
实施例4-4
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和1份三聚氰胺尿酸盐得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属银层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT与1份三聚氰胺尿酸盐在270℃熔融混炼25min得到混合浆液，对该混合浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V1级，氧指数为28。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上10μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为23μm集流体A4-4，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀方法在功能膜层上表面和下表面分别镀上10μm厚的金属银层，即可得到总厚度为23μm集流体B4-4，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCM622)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A4-4上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B4-4上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例4-1
1)使用3.2μm金属铝集流体替换集流体A4-1，使用3.2μm铜箔集流体替换集流体B4-1，并采用与实施例4-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-2
1)将100份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT在270℃熔融混炼25min得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的PBT膜层。
2)通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为3.2μm集流体C4-1，用作正极集流体材料。
通过化学镀方法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上0.1μm厚的金属银层，即可得到总厚度为3.2μm集流体D4-1，用作负极集流体材料。
使用集流体C4-1替换集流体A4-1，使用集流体D4-1替换集流体B4-1，并采用与实施例4-1相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-3
1)使用4μm金属铝集流体替换集流体A4-2，使用4μm铜箔集流体替换集流体B4-2，并采用与实施例4-2相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-4
1)将100份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT在270℃熔融混炼25min得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的PBT膜层。
2)通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上0.5μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为4μm集流体C4-2，用作正极集流体材料。
通过化学镀方法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上0.5μm厚的金属银层，即可得到总厚度为4μm集流体D4-2，用作负极集流体材料。
使用集流体C4-2替换集流体A4-2，使用集流体D4-2替换集流体B4-2，并采用与实施例4-2相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-5
1)使用7μm金属铝集流体替换集流体A4-3，使用7μm铜箔集流体替换集流体B4-3，并采用与实施例4-3相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-6
1)将100份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT在270℃熔融混炼25min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的PBT膜层。
2)通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为7μm集流体C4-3，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上2μm厚的金属银层，即可得到总厚度为7μm集流体D4-3，用作负极集流体材料。
使用集流体C4-3替换集流体A4-3，使用集流体D4-3替换集流体B4-3，并采用与实施例4-3相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-7
1)使用23μm铝箔集流体替换集流体A4-4，使用23μm铜箔集流体替换集流体B4-4，并采用与实施例4-4相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例4-8
1)将100份聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT在270℃熔融混炼25min后得到浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为3μm的PBT膜层。
2)通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上10μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为23μm集流体C4-4，用作正极集流体材料。
通过真空蒸镀法在PBT膜层上表面和下表面分别镀上10μm厚的金属银层，即可得到总厚度为23μm集流体D4-4，用作负极集流体材料。
使用集流体C4-4替换集流体A4-4，使用集流体D4-4替换集流体B4-4，并采用与实施例4-4相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
实施例5
本实施例提供的集流体，功能膜层由99份聚偏氟乙烯PVDF和1份四溴双酚A得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属镍层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99份聚偏氟乙烯PVDF溶于N-甲基吡咯烷酮NMP中，再加入1份四溴双酚A后得到混合浆液，对所述混合浆液依次经过涂布，干燥，得到10μm的功能膜层。
经测试功能薄膜F5的阻燃等级为5VA级，氧指数为78。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上1μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为12μm集流体A5，用作正极集流体材料。
通过电镀法在功能膜层上表面和下表面分别依次镀上0.5μm厚的金属镍层及0.5μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为12μm集流体B5，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCM523)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A5上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份石墨负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B5上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例5-1
1)使用12μm金属铝集流体替换集流体A5，使用12μm铜箔集流体替换集流体B5，并采用与实施例5相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例5-2
1)将99份聚偏氟乙烯PVDF溶于N-甲基吡咯烷酮NMP中得到浆液，对所述混合浆液依次经过涂布，干燥，得到10μm的PVDF膜层。
2)通过真空蒸镀法在PVDF膜层上表面和下表面分别镀上1μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为12μm集流体C5，用作正极集流体材料。
通过电镀法在PVDF膜层上表面和下表面分别依次镀上0.5μm厚的金属镍层及0.5μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为12μm集流体D5，用作负极集流体材料。
使用集流体C5替换集流体A5，使用集流体D5替换集流体B5，并采用与实施例5相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
实施例6
本实施例提供的集流体，功能膜层由99.5份聚氯乙烯PVC和0.5份三聚氰胺聚磷酸盐得到，并且在该功能膜层上表面和下表面设置金属铝层用作正极集流体材料，在该功能膜层上表面和下表面设置金属铜层用作负极集流体材料。
该集流体可按如下方法制备：
1)将99.5份聚氯乙烯PVC与0.5份三聚氰胺聚磷酸盐在220℃熔融混炼20min得到混合浆液，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为12μm的功能膜层。
经测试功能膜层的阻燃等级为V0级，氧指数为47。
2)通过真空蒸镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上1.5μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为15μm集流体A6，用作正极集流体材料。
通过电镀法在功能膜层上表面和下表面分别镀上1.5μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为15μm集流体B6，用作负极集流体材料。
按照上述方法得到正负极的集流体材料后，按照常规的锂离子电池正极制备工艺，将97份三元正极(NCA)、1.5份乙炔黑导电剂、1.5份PVDF粘结剂、60份N-甲基吡咯烷酮(NMP)通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体A6上并在130℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的正极片。
按照常规的锂离子电池负极制备工艺，将97份氧化亚硅(20wt％)+石墨(80wt％)复合负极、1份乙炔黑导电剂、1份羧甲基纤维素钠(CMC)、1份丁苯橡胶(SBR)粘结剂、100份去离子水通过双行星搅拌机在真空下以公转30r/min、自转1500r/min的条件搅拌4h，分散成均匀的浆料，然后将浆料涂布在集流体B6上并在100℃下烘烤30min至烘干，在40吨辊压压力下辊压，分切成所需的负极片。
对比例6-1
1)使用15μm金属铝集流体替换集流体A6，使用15μm铜箔集流体替换集流体B6，并采用与实施例6相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
对比例6-2
1)将99.5份聚氯乙烯PVC在220℃熔融混炼20min后得到浆液，然后通过挤出设备挤出，对该浆液依次经过挤出、拉伸、冷却后得到厚度为12μm的PVC膜层。
2)通过真空蒸镀法在PVC膜层上表面和下表面分别镀上1.5μm厚的金属铝层，即可得到总厚度为15μm集流体C6，用作正极集流体材料。
通过电镀法在PVC膜层上表面和下表面分别镀上1.5μm厚的金属铜层，即可得到总厚度为15μm集流体D6，用作负极集流体材料。
使用集流体C6替换集流体A6，使用集流体D6替换集流体B6，并采用与实施例6相同的材料和制备工艺得到正极片和负极片。
将上述实施例及对比例的正极片、负极片制备成锂离子电池，具体的：将上述所得的正极片与负极片搭配聚乙烯(PE)多孔隔膜、锂离子电池电解液通过锂离子电池常规制备工艺制备成锂离子电池。
将上述实施例和对比例得到的锂离子电池充满电后测试电池的针刺、加热及过充这3项安全测试，每一组平行测试10只电池，计算通过率。测试方法参照GB/T 31485-2015标准，测试结果如表1所示。
表1：实施例以及对比例提供的锂离子电池的安全测试结果
Figure BDA0002339157020000221
Figure BDA0002339157020000231
从表1可知，采用本发明的集流体制备的锂离子电池，电池安全性能明显提升，尤其是针刺、加热、过充等安全性能测试的通过率得到明显提升。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括功能膜层以及设置于所述功能膜层上表面和下表面的金属层；
其中，所述功能膜层包括阻燃剂和聚合物，
将包括阻燃剂和聚合物的浆液作为功能膜层的原料，经过延展处理或涂布干燥处理得到所述功能膜层。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、羟基铝、磷酸锌、硼酸锌、聚磷酸铵、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、磷酸三(二溴丙基) 酯、八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚A、氯丹酸酐、环磷酰胺聚合物、三聚氰胺尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇磷酸酯、三(2,4,6-三溴苯氧基)-三嗪中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述阻燃剂的质量为所述功能膜层质量的0.1%-10%。
4.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚砜、聚醚砜中的一种或多种。
5.一种集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）对含有聚合物和阻燃剂的浆液进行延展处理或涂布干燥处理，得到功能膜层；
2）在所述功能膜层的上表面和下表面设置金属层，得到所述集流体。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中对含有聚合物和阻燃剂的浆液进行延展处理包括：将所述聚合物和所述阻燃剂熔融混炼得到所述浆液后，对所述浆液依次经过挤出、拉伸、冷却，得到所述功能膜层。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中对含有聚合物和阻燃剂的浆液进行涂布干燥处理包括：将所述聚合物与所述阻燃剂溶于溶剂中得到所述浆液，对所述浆液依次经过涂布，干燥得到所述功能膜层。
8.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的集流体或权利要求5-7任一所述的制备方法得到的集流体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111048788B (zh) * 2019-12-26 2021-06-01 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体及其制备方法和应用
WO2021211701A1 (en) * 2020-04-15 2021-10-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Ultralight, fire-extinguishing and temperature modulated current collector devices and method therefor
CN111640978A (zh) * 2020-07-10 2020-09-08 湖北亿纬动力有限公司 一种锂离子电池及其制备方法和用途
CN112712918A (zh) * 2021-01-11 2021-04-27 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电薄膜、导电薄膜的制备方法及锂离子电池
CN112786895A (zh) * 2021-01-22 2021-05-11 华中科技大学 一种锂离子电池、新型集流体及其制备方法
CN113717652A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 武汉安托万拉瓦锡电池有限公司 一种具有分子级阻燃功能的锂电池卷芯固定胶
CN114156486B (zh) * 2021-10-29 2024-05-03 上海空间电源研究所 一种轻量阻燃型集流体及其制备方法、电极、电池
CN114597338A (zh) * 2022-03-31 2022-06-07 蜂巢能源科技股份有限公司 复合集流体及其制备方法与应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164068A (en) * 1977-08-18 1979-08-14 Exxon Research & Engineering Co. Method of making bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device
GB2470577B (en) * 2009-05-27 2013-08-28 Access Business Group Int Llc Electrical-energy storage devices
JP5623199B2 (ja) * 2010-09-06 2014-11-12 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ 非水電解液電池
CN105470526A (zh) * 2015-12-23 2016-04-06 山东精工电子科技有限公司 一种锂电池负极集流体表面处理方法
CN107154499B (zh) * 2017-04-14 2020-05-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种含有集流体的锂电池及其制备方法
CN107221676A (zh) * 2017-06-30 2017-09-29 江苏道赢科技有限公司 一种复合集流体及应用该集流体的锂离子二次电池
CN109659565B (zh) * 2018-12-25 2023-04-07 桑顿新能源科技有限公司 复合集流体及其制备方法、电极和锂离子电池
CN109994740B (zh) * 2019-03-29 2021-08-13 宁德新能源科技有限公司 复合集流体与包含其的复合极片及电化学装置
CN110212201B (zh) * 2019-06-13 2021-05-18 桑顿新能源科技(长沙)有限公司 电芯、电池极片及其制备方法、电池
CN111048788B (zh) * 2019-12-26 2021-06-01 珠海冠宇电池股份有限公司 一种集流体及其制备方法和应用

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