一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置的制作方法

1.本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。


背景技术：

2.锂离子电池因电池容量大，循环寿命长等优点，被广泛应用于不同的产品，如笔记本电脑、便携手机、新能源车等。但是，锂离子电池在使用过程中会出现膨胀、负极析锂等不良问题，存在隔膜被刺穿，容易发生电池内部短路，起火甚至爆炸的安全隐患。
3.目前锂离子电池一般使用压延铝箔作为正极集流体，压延铜箔作为负极集流体，但在使用过程中，电池会出现膨胀、负极析锂等不良问题，同时还存在隔膜穿刺破裂发生电池内部短路，起火甚至爆炸的安全隐患。


技术实现要素：

4.为了改善现有技术的不足，本发明提供一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
，所述槽与槽之间形成网状结构；所述导电层可以形成整体的电子回路，该具有网状结构的导电层的设计优势在于当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率。
5.本发明目的是通过如下技术方案实现的：
6.一种复合集流体，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
。
7.本发明还提供一种正极片，所述正极片包括上述的复合集流体。
8.本发明还提供一种电化学装置，所述电化学装置包括上述的复合集流体和/或上述的正极片。
9.本发明的有益效果：
10.本发明提供了一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
，所述槽与槽之间形成网状结构；所述导电层可以形成整体的电子回路，该具有网状结构的导电层的设计优势在于当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率。
附图说明
11.图1为本发明一个优选方案所述的复合集流体的结构示意图。
12.图2为本发明一个优选方案所述的复合集流体的结构示意图。
13.附图标记：11为基材层，21为第一涂层，31为导电层，41为保护层；12为导电区域；22为槽；32为导电连接区域。
具体实施方式
14.如前所述，本发明提供一种复合集流体，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
。
15.根据本发明的实施方式，当槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
时，此时若电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层可以实现在高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，从而提高电池针刺测试的通过率；当槽与槽之间的角度r不满足60
°
≤r≤120
°
时，即槽与槽之间的角度r《60
°
或者》120
°
时，此时若电池出现局部短路大电流的瞬间，其中的导电层无法实现在高温熔断及时切断电流，不能有效防止电池出现热失控导致的起火爆炸，不能改善电池针刺测试的通过率。
16.根据本发明的实施方式，所述槽贯穿所述导电层。
17.根据本发明的实施方式，所述槽的形状没有特别的限定，可以是规则的，也可以是不规则的。示例性地，所述槽的形状为方形、圆形、椭圆形、菱形或三角形等等中的至少一种。优选地，所述槽的形状为椭圆形，且椭圆形的长轴和短轴的比为1～10。示例性地，所述长轴的长度为3～8mm(如5mm)，所述短轴的长度为0.3～3mm(如1mm)。
18.根据本发明的实施方式，所述复合集流体还包括第一涂层和/或保护层；所述保护层设置在导电层表面，所述导电层设置在基材层表面；或者，所述导电层设置在第一涂层表面，所述第一涂层设置在基材层表面；或者，所述保护层设置在导电层表面，所述导电层设置在第一涂层表面，所述第一涂层设置在基材层表面。
19.根据本发明的实施方式，所述导电层上设置成网状结构，所述网状结构是若干个槽形成的，即所述槽与槽之间形成网状结构。
20.根据本发明的实施方式，至少三个相邻的槽共用一个顶点形成导电连接区域，如三个或四个相邻的槽共用一个顶点形成导电连接区域。
21.根据本发明的实施方式，所述导电层可以作为电子通道，贯通集流体整体，在锂离子电池应用中正常发挥电子传输功能；所述导电层(特别是导电连接区域)还可以作为保险丝，当局部导电层出现短路异常时，大电流通过导电层，瞬间的高温会使该局部导电层蒸发，及时切断电流和将异常区域独立，其余导电层依然正常运作。
22.根据本发明的实施方式，所述网状结构可以是一体成型，也可以是拼接而成。
23.根据本发明的实施方式，所述网状结构可以是呈阵列状分布的结构，也可以是呈随机状分布的结构。优选地，所述网状结构是呈阵列状分布的结构，此时能够获得性能均一的复合集流体。
24.根据本发明的实施方式，所述网状结构满足如下条件中的至少一项：
25.(1)所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2至120mm2；
26.(2)所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％至25％。
27.示例性地，所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2、2mm2、5mm2、8mm2、10mm2、20mm2、30mm2、40mm2、50mm2、80mm2、90mm2或100mm2。
28.示例性地，所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％、2％、3％、4％、
5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。
29.研究发现，当所述网状结构满足上述条件时，所述复合集流体中的导电层可以形成整体的电子回路。当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中作为保险丝的导电连接区域会因为高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，有利于提高电池针刺测试的通过率。
30.根据本发明的实施方式，所述网状结构中的相邻槽之间的最小距离为1mm至10mm；例如为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。当所述网状结构满足上述条件时，所述复合集流体中的导电层可以形成整体的电子回路。当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中作为保险丝的导电连接区域会因为高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，有利于提高电池针刺测试的通过率。
31.根据本发明的实施方式，所述网状结构中的相邻槽之间的最大距离为1mm至20mm；例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm或20mm。当所述网状结构满足上述条件时，所述复合集流体中的导电层可以形成整体的电子回路。当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中作为保险丝的导电连接区域会因为高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，有利于提高电池针刺测试的通过率。
32.根据本发明的实施方式，所述导电层的厚度t3为0.4μm≤t3≤3μm；例如为0.4μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2μm、2.2μm、2.5μm、2.8μm或3μm；满足此范围的导电层的制造成本以及制造加工性能达到最优。所述导电层的厚度太薄，比如小于0.4μm，所述复合集流体的强度不满足电池制造工艺的要求。所述导电层的厚度太厚，比如大于3μm，不利于锂离子电池能量密度的增加。
33.根据本发明的实施方式，所述复合集流体的厚度t0为1μm≤t0≤30μm，更优选的为3μm≤t0≤15μm，例如为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm或30μm。
34.根据本发明的实施方式，所述复合集流体的断裂延展率大于等于10％。此时，所述复合集流体具有优异的机械性能，能够满足生产使用的需求。
35.根据本发明的实施方式，所述复合集流体的拉伸强度大于等于150mpa。此时，所述复合集流体具有优异的机械性能，能够满足生产使用的需求。
36.根据本发明的实施方式，所述复合集流体的表面达因值大于35mn/m。此时，所述复合集流体有利于活性物质层的涂覆。
37.根据本发明的实施方式，所述基材层的密度远低于传统压延铝箔，使得所述复合集流体的单位面积重量远低于同厚度铝箔集流体，可实现集流体轻量化，提高电芯的能量密度。所述基材层还起到对导电层的支撑作用，提高复合集流体的机械稳定性；所述导电层具有网状结构，网络结构中的槽裸露出该复合集流体的基材层，故该槽是绝缘的，但该导电层的其他区域是连通的，是可以形成整体的电子回路。当电池出现局部短路大电流的瞬间，其中具有保险丝作用的导电连接区域会因为高温熔断及时切断电流，防止电池出现热失控导致的起火爆炸，有利于提高电池针刺测试的通过率。
38.根据本发明的实施方式，所述基材层包括聚合物高分子材料，优选包括经过双向拉伸工艺的聚合物高分子材料，进一步地，所述聚合物高分子材料包括聚丙烯(pp)、聚乙烯
(pe)、聚对苯二甲酸酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚碳酸脂(pc)、聚氯乙烯(pvc)或其衍生物中的至少一种。
39.根据本发明的实施方式，所述基材层的厚度t1为1μm≤t1≤30μm，更优选的为1.5μm≤t1≤10μm，例如为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm或30μm。当所述基材层的厚度小于1μm时，所述基材层太薄，不利于复合集流体的机械稳定性；当所述基材层的厚度大于30μm时，所述基材层太厚，不利于电池能量密度的增加。
40.根据本发明的实施方式，所述基材层的断裂延展率大于等于3％，更优选大于等于50％。这样断裂延伸率的基材层能够为后续的复合集流体提供足够的机械性能。
41.根据本发明的实施方式，所述基材层的熔点为80℃≤q0≤400℃，更优为180℃≤q0≤300℃。
42.根据本发明的实施方式，所述基材层的表面粗糙度为0.05μm≤ra≤1.0μm，更优为0.1μm≤ra≤0.5μm。
43.根据本发明的实施方式，所述基材层在150℃放置30分钟的环境下的收缩率小于4％。由此可以看出，所述基材层具有很好的耐热性能，能够在短路瞬间不会因为受热收缩进一步增加正负极接触面积从而导致热失控。
44.根据本发明的实施方式，形成所述第一涂层的材料包括二氧化硅、云母、莫来石、三氧化二铝、氮化铝、三氧化二铬中的至少一种。
45.根据本发明的实施方式，所述第一涂层的厚度t2为1nm≤t2≤100nm，更优选为6nm≤t2≤50nm，例如为1nm、2nm、5nm、8nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。第一涂层位于基材层和导电层之间，主要作用是增加基材层和导电层之间的结合力，能够抵御热冲击、力冲击或者电解液腐蚀而不脱落。当所述第一涂层的厚度小于1nm时，所述第一涂层太薄，不利于导电层和基材层之间的粘接；当所述第一涂层的厚度大于100nm时，所述第一涂层太厚，不利于电池能量密度的增加。
46.根据本发明的实施方式，形成所述导电层的材料包括铝或铝合金，所述铝合金为铝与铜、银、镍、锌、镁和钛中的至少一种组成的合金。
47.根据本发明的实施方式，所述导电层使用x射线衍射测量时，存在特征衍射峰的晶面(111)，可以有效提高导电层的电子传输通道。
48.根据本发明的实施方式，所述导电层的表面方阻值范围为15mω≤r0≤120mω，更优选为25mω≤r0≤80mω。
49.根据本发明的实施方式，形成所述保护层的材料包括金属、金属氧化物和导电碳中的至少一种。
50.根据本发明的实施方式，形成所述保护层的材料包括镍、铬、镍基合金、铜基合金、氧化铝、氧化钴、氧化铬、氧化镍、石墨、超导碳、炭黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、金属钛和金属钽中的至少一种。
51.根据本发明的实施方式，所述保护层的厚度t4为10nm≤t4≤100nm，更优选为15nm≤t4≤50nm，例如为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。由于在锂电池循环使用过程中电解液中的锂盐会腐蚀铝层，与之反应生成氟化铝，本来厚度较薄、方阻较高的铝层被腐蚀消耗，导致锂电池的总体内阻增加，不利于电
池的长期使用。所述保护层能够有效阻隔导电层与电解液的反应，防止导电层遭受氧气的氧化和电解液的腐蚀，改善电池的工作稳定性和使用寿命。当所述保护层的厚度小于10nm时，所述保护层太薄，不利于形成有效的保护；当所述保护层的厚度大于100nm时，所述保护层太厚，不利于电池能量密度的增加。
52.本发明还提供上述复合集流体的制备方法，所述方法包括如下步骤：
53.(1)在基材层至少一侧表面印刷与槽尺寸一致的镀膜屏蔽油；
54.(2)采用高真空磁控溅射镀膜的工艺，在步骤(1)的基材层一侧或两侧表面依次沉积形成第一涂层、导电层和保护层；或者，
55.(2’)采用高真空磁控溅射镀膜的工艺，在步骤(1)的基材层一侧或两侧表面依次沉积形成导电层和保护层；或者，
56.(2”)采用高真空磁控溅射镀膜的工艺，在步骤(1)的基材层一侧或两侧表面依次沉积形成第一涂层和导电层。
57.根据本发明的实施方式，所述镀膜屏蔽油能够在加热过程中直接蒸发除去。因此，在采用高真空磁控溅射镀膜的工艺形成第一涂层、导电层和保护层后，还可以包括加热去除镀膜屏蔽油的步骤。
58.本发明还提供一种正极片，所述正极片包括正极集流体以及正极活性物质层。正极活性物质层设置于所述正极集流体的至少一个表面上。
59.根据本发明的实施方式，正极集流体可以采用前述的复合集流体。
60.根据本发明的实施方式，所述正极片的复合集流体中形成导电层的金属材料为铝。
61.根据本发明的实施方式，正极活性物质层包括正极活性物质。
62.在一些实施例中，所述正极活性物质包含钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基中的至少一种。
63.根据本发明的实施方式，所述正极活性物质层还包括粘结剂和导电剂。
64.在一些实施例中，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶或聚乙烯醇中的至少一种。
65.在一些实施例中，所述导电剂选自导电炭黑、碳纳米管、导电石墨或石墨烯中的至少一种。
66.根据本发明的实施方式，正极片的制备过程为：将包含所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂以及正极浆料用溶剂的正极浆料涂覆于所述正极集流体上，经干燥、冷压后得到所述正极片，正极浆料在干燥(所述溶剂挥发去除)冷压后形成正极活性物质层。
67.在一些实施例中，所述正极浆料用溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
68.本发明还提供一种负极片，所述负极片包括负极集流体以及负极活性物质层。负极活性物质层设置于所述负极集流体的至少一个表面上。
69.根据本发明的实施方式，负极活性物质层包括负极活性物质。
70.在一些实施例中，所述负极活性物质选自天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、硅氧、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的锂化tio
2-li4ti5o
12
或li-al合金中的至少一种。
71.根据本发明的实施方式，所述负极性材料层还包括粘结剂和导电剂。
72.在一些实施例中，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇或聚丙烯酸(paa)中的至少一种。
73.在一些实施例中，所述导电剂选自导电炭黑、碳纳米管、导电石墨或石墨烯中的至少一种。
74.根据本发明的实施方式，负极片的制备过程为：将包含所述负极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂以及负极浆料用溶剂的负极浆料涂覆于所述负极集流体上，经干燥、冷压后得到所述负极片，负极浆料在干燥(所述溶剂挥发去除)冷压后形成负极活性物质层。
75.在一些实施例中，所述负极浆料用溶剂为去离子水。
76.本发明还提供一种电化学装置，所述电化学装置可以为电容器、锂离子电池、钠离子电池或锌离子电池。例如可以为锂离子电容器、锂离子一次电池或锂离子二次电池。
77.根据本发明的实施方式，所述电化学装置包括前述的正极片、前述的负极片、隔离膜以及电解液。
78.在一些实施例中，所述隔离膜为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或它们的多层复合膜。
79.在一些实施例中，所述电解液包括有机溶剂。在一些实施例中，所述有机溶剂包括碳酸酯和羧酸酯中的一种或几种。在一些实施例中，所述碳酸酯选自环状碳酸酯和链状碳酸酯中的至少一种。在一些实施例中，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯及其卤代衍生物、碳酸亚丁酯及其卤代衍生物、γ-丁内酯及其卤代衍生物、碳酸亚戊酯及其卤代衍生物中的至少一种。在一些实施例中，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯及其卤代衍生物、碳酸二乙酯及其卤代衍生物、碳酸二丙酯及其卤代衍生物、碳酸甲乙酯及其卤代衍生物中的至少一种。在一些实施例中，所述羧酸酯选自丁酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的至少一种。
80.在一些实施例中，所述电解液还包括锂盐。在一些实施例中，所述锂盐选自无机锂盐和有机锂盐中的一种或几种。在一些实施例中，所述锂盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、六氟砷酸锂(liasf6)、高氯酸锂(liclo4)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)、双草酸硼酸锂(lib(c2o4)2，简写为libob)、二氟草酸硼酸锂(libf2(c2o4)，
81.在一些实施例中，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片按顺序叠好，使所述隔离膜处于所述正极片和所述负极片之间，然后经绕卷可得到卷绕式电极组件，电极组件置于壳体内，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、分容等工序后可以得到电芯。在一些实施例中，电芯直接作为所述电化学装置。在另一些实施例中，电芯配合电路保护板构成所述电化学装置。在另一些实施例中，电极组件为层叠式。
82.根据本发明的实施方式，壳体为硬壳壳体或柔性壳体。硬壳的材质诸如为金属。柔性壳体诸如为金属塑膜，例如铝塑膜、钢塑膜等。
83.本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括前述电化学装置。
84.根据本发明的实施方式，所述电子装置例如但不限于是便携设备(诸如手机、笔记本电脑、平板电脑等)、运载工具(诸如电动车辆、电气列车、船舶及卫星)、储能系统等。在一些实施例中，电动车辆为纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、
电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等。
85.下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
86.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
87.下述实施例中所使用的拉伸强度和断裂延展率的测试方法按照gb/t1040.3-2006进行，表面方阻值的测试按照gb/t 15717进行，表面达因值的测试按照gb/t 14216进行。
88.实施例1
89.如图1和图2所示，一种复合集流体，包括基材层、第一涂层、导电层和保护层；所述第一涂层设置在基材层的至少一侧表面，所述导电层设置在第一涂层表面，所述保护层设置在导电层表面。
90.所述导电层包括若干个槽，槽与槽之间的角度为r，所述槽与槽之间形成网状结构；且四个相邻的槽共用一个顶点形成导电连接区域；所述导电层使用x射线衍射测量时，存在特征衍射峰的晶面(111)。
91.所述复合集流体具体是通过如下方法制备得到的：选用厚度为6.0μm的双向拉伸pet薄膜作为正极集流体基材层，基材层熔点为264.45℃；先在基材层双面印刷与槽尺寸一致的镀膜屏蔽油，随后采用高真空磁控溅射镀膜的工艺，在基材层双面形成厚度为50nm的三氧化二铝的第一涂层；继续在第一涂层双面沉积厚度为900nm的铝作为导电层，最后在导电层双面沉积厚度为50nm的金属钽保护层。实施例1的复合集流体的组成如表1和表2所示。
92.对比例1
93.选择常规8μm压延纯铝箔作为正极集流体与实施例1进行对比。压延纯铝箔的拉伸强度、断裂延展率分别为270mpa和4％，表面达因值为32mn/m，方阻值为3.3mω。
94.实施例2-29和对比例2-3
95.同实施例1，区别仅在于复合集流体的结构和组成不同，详见如下表1和表2所示：
96.表1实施例和对比例的复合集流体的组成
[0097][0098]
表2实施例和对比例的复合集流体的组成
[0099]
[0100][0101]
电池的制备：
[0102]
将正极活性物质浆料(质量比为97:1:2的钴酸锂、导电炭黑、pvdf)均匀涂布在以上实施例与对比例中所述的正极集流体两面，干燥辊压后得到压实密度为4.03g/cm3的正极片，单面正极活性材料层厚度为43μm；将负极活性物质浆料(质量比为97:1:2的石墨、导电炭黑、sbr)均匀涂布在常规5μm压延纯铜箔两面，干燥辊压后得到压实密度为1.67g/cm3的负极片，单面负极活性材料层厚度为52μm。完成极耳焊接工艺后将正极片、隔膜与负极片一起卷绕裸卷芯，然后置于软包铝塑膜外壳中并进行注液，随后进行密封、化成和分选等工序，最终得到锂离子电池。
[0103]
测试例1
[0104]
对实施例和对比例的正极集流体进行表面方阻值测试，按照gb/t 15717进行，具体地测试方法为将集流体平放在水平面上，使用4探针探头均匀地取10处进行测量并去平均值，记录方阻仪所显示数值，具体测试结果如下表所示。
[0105]
测试例2
[0106]
对实施例和对比例的正极集流体进行断裂延展率测试，按照gb/t1040.3-2006进行，具体地测试方法为剪取15mm宽、100mm长的样品条置于拉伸夹具上，其中初始距离为50mm，拉伸速度设置为50mm/min，记录断裂时设备的夹具位移xmm，最后计算断裂延伸率为(x/50)*100％，具体测试结果如下表所示。
[0107]
测试例3
[0108]
对使用实施例和对比例正极集流体制作的锂离子电池(共计10只)进行完全针刺测试以评估电池的安全性能，测试方法为将充满电后的电芯置于水平面上，将直径为2.5mm的长针以50mm/min的速度在电芯的几何中心处进行完全穿刺，出现冒烟或起火则不通过测
试，若不冒烟不起火则视为通过，具体测试结果如下表所示。
[0109]
表2实施例和对比例的电池的性能测试结果
[0110][0111][0112]
从实施例和对比例的测试结果可知，本发明的复合集流体相较于常规压延铝箔能够提升电池的安全性能，实现电池受到完全针刺时而不出现热失控冒烟起火的目标；本发明的复合集流体能够在电池内部短路过程中及时熔断以免出现热失控，更能够保证电池的安全使用。
[0113]
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合集流体，其特征在于，包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度r满足60
°
≤r≤120
°
。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述槽贯穿所述导电层；优选地，所述槽与槽之间形成网状结构；所述网状结构满足如下条件中的至少一项：(1)所述网状结构中的单个槽的面积为1mm2至120mm2；(2)所述网状结构中的全部槽的面积占总面积的比为1％至25％。3.根据权利要求2所述的复合集流体，其特征在于，所述网状结构中的相邻槽之间的最小距离为1mm至10mm；和/或，所述网状结构中的相邻槽之间的最大距离为1mm至20mm。4.根据权利要求1-3任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体的厚度t0为1μm≤t0≤30μm；和/或，所述复合集流体的断裂延展率大于等于10％；和/或，所述复合集流体的拉伸强度大于等于150mpa；和/或，所述复合集流体的表面达因值大于35mn/m。5.根据权利要求1-4任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述基材层包括聚合物高分子材料，所述聚合物高分子材料包括聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚碳酸脂(pc)、聚氯乙烯(pvc)或其衍生物中的至少一种；和/或，所述基材层的厚度t1为1μm≤t1≤30μm。6.根据权利要求1-5任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述复合集流体还包括第一涂层和/或保护层；所述保护层设置在导电层表面，所述导电层设置在基材层表面；或者，所述导电层在第一涂层表面，所述第一涂层在基材层表面；或者，所述保护层在导电层表面，所述导电层在第一涂层表面，所述第一涂层在基材层表面。7.根据权利要求6所述的复合集流体，其特征在于，所述第一涂层的材料包括二氧化硅、云母、莫来石、三氧化二铝、氮化铝、三氧化二铬中的至少一种；和/或，所述第一涂层的厚度t2为1nm≤t2≤100nm；和/或，形成所述保护层的材料包括金属、金属氧化物和导电碳中的至少一种；和/或，所述保护层的厚度t4为10nm≤t4≤100nm。8.根据权利要求1-7任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述导电层的材料包括铝或铝合金；和/或，所述导电层使用x射线衍射测量时，存在特征衍射峰的晶面(111)；和/或，所述导电层的厚度t3为0.4μm≤t3≤3μm；和/或，所述导电层的表面方阻值r0为15mω≤r0≤120mω。9.一种正极片，所述正极片包括权利要求1-8所述的复合集流体。10.一种电化学装置，所述电化学装置包括权利要求1-8任一项所述的复合集流体和/或权利要求9所述的正极片。

技术总结
本发明提供了一种复合集流体及包括该复合集流体的极片和电化学装置。所述复合集流体包括基材层和导电层；所述导电层包括至少两个槽，槽与槽之间的角度R满足60


技术研发人员：黄启星 李素丽 贺飞 林文荣 黄魏
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/7