集流体、极片、电极组件、二次电池及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及集流体、极片、电极组件、二次电池及用电装置。


背景技术：

2.集流体作为二次电池的重要结构，其不仅能承载活性物质，而且还能将电极活性物质产生的电流汇集并输出。然而受限于传统集流体结构设计缺陷，当二次电池内部发生短路故障时，集流体会输出较大短路电流而引发热失控，导致二次电池的安全性能降低。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种集流体、极片、电极组件、二次电池及用电装置，及时切断集流体上的短路区域，提升二次电池的安全性能。
4.第一方面，本技术提供了一种集流体，包括：导电层，包括若干相互隔开的导电单元、以及电连接于相邻两个导电单元之间的限流部件；其中，限流部件被配置为能受热熔断，以断开与之相邻两个导电单元之间的电导通。
5.上述的集流体，在导电层上设计出若干相互隔开的导电单元，并通过限流部件将相邻两个导电单元相互电连接，使得导电层整体保持导通状态。由于限流部件受热后发生熔断，能断开相邻两个导电单元之间的电导通，因此，当二次电池内部出现短路故障时，部分导电单元因短路而产生热量聚集，使得与该部分导电单元连接的限流部件发生熔断，切断该部分导电单元与其余导电单元之间的电连接，避免发生短路的区域向其余区域传输短路电流而引发热失控现象。如此，本技术在相邻两个导电单元之间设置可熔断的限流部件，及时隔断集流体上的短路区域，降低因短路电流的输出而引发热失控的几率，提升二次电池的安全性能。
6.在一些实施例中，导电单元在集流体的厚度方向上的厚度记为h1，限流部件在集流体的厚度方向上的厚度记为h2，其中，h1大于h2。如此设计，在保证二次电池的安全性能的同时，也有效提高集流体的导电能力。
7.在一些实施例中，h2与h1之间比值满足的条件为：0％＜h2/h1≤90％。如此，将h2与h1之间的比值控制在0％～90％之间，使得导电单元与限流部件之间存在厚度差，从而使得热量易在限流部件聚集而发生熔断，提升二次电池的安全性能。
8.在一些实施例中，h2与h1之间比值还满足的条件为：10％≤h2/h1≤50％。如此，合理控制h2与h1之间比值的取值，使得限流部件的熔断条件控制在合理范围内，进一步提升二次电池的安全性能。
9.在一些实施例中，厚度h1满足的条件为：0.2μm≤h1≤20μm。如此，本技术将导电单元厚度控制在0.2μm～20μm之间，既保证集流体的整体导电能力，又能避免导电能力过剩而挤占活性物质的空间。
10.在一些实施例中，厚度h2满足的条件为：0μm＜h2≤10μm。如此，将限流部件的厚度
控制在0μm～10μm之间，使得限流部件更好发生受热熔断，以隔断短路区域，降低热失控发生的几率，提升二次电池的安全性能。
11.在一些实施例中，相邻两个导电单元之间的间距记为d，其中，0mm＜d≤5mm。如此设计，合理控制相邻两个导电单元之间的间距，在保证限流部件能及时熔断的前提下，使得集流体上有效导电区域不被过度减少。
12.在一些实施例中，导电层的至少一表面上延伸设有凹部，凹部将导电层分隔为若干导电单元，且在集流体的厚度方向上均不贯穿导电层，以使相邻两个导电单元之间剩余的导电层部分形成限流部件。如此，利用凹部将导电层分隔为若干个独立隔开的导电单元，使得相邻两个导电单元之间形成有可熔断的限流部件，不仅有利于提升安全性能，而且有利于简化工艺流程，控制制作成本。
13.在一些实施例中，集流体还包括基材，导电层设于基材沿集流体的厚度方向的至少一表面上。如此，本技术的导电层设计可应用在复合集流体中，使得复合集流体的安全性能更高。
14.在一些实施例中，导电层沿集流体的厚度方向的一表面面积记为s1，全部导电单元的表面面积之和记为s2，其中，0.06％≤s2/s1≤99.99％。如此，合理控制全部导电单元在导电层上的表面积占比，既能保证限流部件上的热熔断性，又能兼顾集流体的导电能力。
15.在一些实施例中，s2/s1还满足的条件为：60％≤s2/s1≤95％。如此，进一步控制全部导电单元在导电层上的表面积占比，有效兼顾限流部件上的热熔断性和集流体的导电能力。
16.在一些实施例中，各导电单元的表面面积均为：大于或等于0.001mm2，且小于或等于7.85
×
103mm2。如此，合理控制单个导电单元的表面面积，使得集流体能规划出若干个相互隔开的导电单元，以使集流体能在短路故障时发生局部熔断。
17.第二方面，本技术提供了一种极片，包括：如以上任一项的集流体；活性层，设于集流体的至少一侧面。
18.第三方面，本技术提供了一种电极组件，包括以上的极片。
19.第四方面，本技术提供了一种二次电池，包括以上的电极组件。
20.第五方面，本技术提供了一种用电装置，包括以上的二次电池，二次电池用于提供电能。
21.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
22.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
23.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图；
24.图2为本技术一些实施例提供的二次电池的分解结构示意图；
25.图3为本技术一些实施例提供的单面设置凹部的集流体结构示意图；
26.图4为本技术一些实施例提供的不规则状导电单元的集流体结构示意图；
27.图5为本技术一些实施例提供的两表面设置凹部的集流体结构示意图；
28.图6为本技术一些实施例提供的集流体结构正面示意图一；
29.图7为本技术一些实施例提供的集流体结构正面示意图二；
30.图8为本技术一些实施例提供的具有基材的集流体结构示意图。
31.1000、车辆；100、二次电池；200、控制器；300、马达；10、电极组件；20、端盖；30、电极端子；40、壳体；1、集流体；11、导电层；12、导电单元；13、凹部；131、第一凹部；132、第二凹部；14、限流部件；15、基材；x、第一方向；y、第二方向；z、厚度方向。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例5仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体
34.的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上0述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖
35.不排他的包含。
36.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的
37.数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两5个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实
39.施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与0其它实施例相结合。
40.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
41.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
42.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
43.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
44.目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
45.本技术人注意到，集流体作为二次电池的重要结构，不仅能承载活性物质，而且还能将电极活性物质产生的电流汇集并输出。现有集流体在设计时，会在集流体上增加碳纳米纤维，利用碳纳米纤维增强集流体的导电能力。
46.然而，当二次电池内部发生短路故障时，集流体上部分导电单元会出现短路区域，比如：二次电池发生析锂，锂枝晶刺穿隔膜导致正负极片直接接触导通，使得集流体上部分导电单元被短路等。此时，该部分导电单元通过碳纳米纤维继续与其余区域保持电连接，向其余区域输送较大短路电流，导致集流体整体因电流过大而引发热失控现象，严重降低二次电池的安全性能。
47.基于此，为了能提升二次电池的安全性能，本技术人经过深入研究，设计了一种集流体。在相邻两个导电单元之间设置限流部件，利用限流部件受热熔断功能，以断开与之相邻两个导电单元之间的电导通。
48.当二次电池内部出现短路故障时，部分导电单元因短路而产生热量聚集，使得与该部分导电单元连接的限流部件发生熔断，切断该部分导电单元与其余导电单元之间的电连接，起到“保险丝”的作用，避免发生短路的区域向其余区域传输短路电流而引发热失控现象。如此，本技术在相邻两个导电单元之间设置可熔断的限流部件，及时隔断集流体上的短路区域，降低因短路电流的输出而引发热失控的几率，提升二次电池的安全性能。
49.本技术实施例公开的二次电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本技术公开的二次电池、电池等组成该用电装置的电源系统。
50.本技术实施例提供一种使用二次电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
51.以下实施例为了方便说明，以本技术一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
52.请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆的内部设置有二次电池，二次电池可以设置在车辆的底部或头部或尾部。二次电池可以用于车辆的供电，例如，二次电池可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制二次电池为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
53.在本技术一些实施例中，二次电池不仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
54.在用电装置中，二次电池可以是多个，多个二次电池之间可串联或并联或混联，混联是指多个二次电池中既有串联又有并联。多个二次电池之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个二次电池构成的整体容纳于箱体内；当然，多个二次电池也可先串联或并联或混联组成电池模组形式，多个电池模组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。
55.其中，二次电池可有多种形状设计，比如：二次电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
56.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的二次电池的分解结构示意图。二次电池是指组成电池的最小单元。如图3，二次电池包括有端盖、壳体、电极组件以及其他的功能性部件。
57.端盖是指盖合于壳体的开口处以将二次电池的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地，端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变，使二次电池能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件电连接，以用于输出或输入二次电池的电能。在一些实施例中，端盖上还可以设置有用于在二次电池的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
58.壳体是用于配合端盖以形成二次电池的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件、电解液以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件，可以于壳体上设置开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成二次电池的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体一体化，具体地，端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体的内部时，再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。
59.电极组件是二次电池中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。电极组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。
60.根据本技术的一些实施例，请参照图3，本技术提供了一种集流体1。集流体1包括：导电层11。导电层11包括若干相互隔开的导电单元12、以及电连接于相邻两个导电单元12之间的限流部件14。其中，限流部件14被配置为能受热熔断，以断开与之相邻两个导电单元12之间的电导通。
61.导电层11是指不仅能承载活性物质，而且还能将电极活性物质产生的电流汇集并
输出的结构，其材料可根据极片的极性不同有不同的选择，比如：在正极片中，集流体1的材料可为但不限于铝、镍等金属材料；在负极片中，集流体1的材料可为但不限于铜等金属材料。同时，导电层11的层数也可根据集流体1的种类不同而不同，比如：当集流体1为复合集流体1时，可在基材15的相对两侧面均设置导电层11，其中，基材15为高分子层；当集流体1为普通集流体1时，该集流体1可为一层导电层11结构等。
62.导电单元12是指导电层11上相互隔开、且相互之间不直接接触或连接的部件。导电单元12的形状和数量均可有多种设计，比如：导电单元12的表面形状可设计成正方形、长方形、圆形、菱形、正三角形、正方形、正五边形、正六边形等规则形状；也可设计不规则形状，具体可参考图4。当然，也可为上述规则形状和/或不规则形状之间的结合等。而导电单元12的数量可为二个、三个、或者更多数量等。
63.限流部件14是指能实现相邻两个导电单元12之间相互电导通，同时当自身发生熔断时可断开相邻两个导电单元12之间电导通的部件，比如：当二次电池100内部发生短路时，限流部件14因短路产热而发生熔断，使得发生短路的导电单元12与其余导电单元12断开连接等。当然，不难理解地，短路故障时，限流部件14要比任一导电单元12更易发生熔断，即也可理解为若某一导电单元12发生短路时，则最先从该导电单元12连接的限流部件14开始熔断。
64.限流部件14能发生熔断，其实现方式有多种，比如：可将限流部件14的材料熔点设计为低于导电单元12的材料熔点，如：选取铝锑合金等低熔点合金；或者，将限流部件14的材料与导电单元12的材料保持一致，但控制限流部件14的横断面面积小于导电单元12的横断面面积，使得限流部件14上单位长度的电阻更高，发热量更高，如：相对导电单元12，将限流部件14设计为较薄或较窄等。
65.本技术在相邻两个导电单元12之间设置可熔断的限流部件14，及时隔断集流体1上的短路区域，降低因短路电流的输出而引发热失控的几率，提升二次电池100的安全性能。
66.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图3，导电单元12在集流体1的厚度方向z上的厚度记为h1，限流部件14在集流体1的厚度方向z上的厚度记为h2，其中，h1大于h2。
67.限流部件14的厚度h2小于导电单元12的厚度h1，则说明限流部件14的横断面面积小于导电单元12的横断面面积，这样使得热量易在限流部件14处聚集，保证限流部件14更易发生熔断。同时，限流部件14的材料与导电单元12的材料可保持一致，也可不一致。当两者材料不一致时，可将熔点相对较低的材料设计成限流部件14。
68.另外，限流部件14的厚度h2小于导电单元12的厚度h1，也说明限流部件14和导电单元12之间存在相对高度落差，这样有利于增大导电层11的表面面积。当活性物质涂覆在导电层11上时，可增大活性物质与导电层11之间的接触面积，提高导电单元12的导电能力。
69.还需说明的是，限流部件14的厚度小于导电单元12的厚度，其实现有多种，比如：可采用激光雕刻、化学蚀刻、机械切削等方式在限流部件14所在位置上进行削薄处理。削薄过程中，可仅对导电层11的一表面进行处理，请参照图3，此时，导电单元12的一表面和限流部件14的一表面可处于同一平面；也可同时对导电层11的两表面进行削薄处理，请参照图5，这样在导电层11的两表面上，导电单元12与限流部件14之间均存在高度落差。当然，同时对导电层11的两表面进行削薄处理时，两表面上的削薄纹路可保持一致，也可不一致。
70.如此设计，在保证二次电池100的安全性能的同时，也有效提高集流体1的导电能力。
71.根据本技术的一些实施例，可选地，h2与h1之间比值满足的条件为：0％＜h2/h1≤90％。
72.h2与h1之间的比值可在0％～90％之间取值，此时意味着限流部件14的厚度h2的上限值不超出导电单元12的厚度h1的90％。
73.将h2与h1之间的比值控制在0％～90％之间，使得导电单元12与限流部件14之间存在厚度差，从而使得热量易在限流部件14聚集而发生熔断，提升二次电池100的安全性能。
74.根据本技术的一些实施例，可选地，h2与h1之间比值还满足的条件为：10％≤h2/h1≤50％。
75.在设计h2与h1之间比值时，其比值可在10％～50％中取值。若h2与h1之间比值小于10％，则会导致限流部件14过薄，使得限流部件14对热量过于敏感而容易误发生熔断；若h2与h1之间比值大于50％时，会增加限流部件14发生熔断的难度。
76.如此，合理控制h2与h1之间比值的取值，使得限流部件14的熔断条件控制在合理范围内，进一步提升二次电池100的安全性能。
77.根据本技术的一些实施例，可选地，厚度h1满足的条件为：0.2μm≤h1≤20μm。
78.导电单元12的厚度h1可在0.2μm～20μm中取值。若厚度h1小于0.2μm时，导电单元12的厚度较薄，会导致集流体1整体的导电能力不足；若厚度h1大于20μm时，虽然保证集流体1整体导电能力，但会因集流体1整体较厚，而挤占电极组件10内活性物质的卷绕或叠片空间，影响二次电池100的能量密度。
79.为此，本技术将导电单元12厚度控制在0.2μm～20μm之间，既保证集流体1的整体导电能力，又能避免导电能力过剩而挤占活性物质的空间。
80.根据本技术的一些实施例，可选地，厚度h2满足的条件为：0μm＜h2≤10μm。
81.限流部件14的厚度h2可在0μm～10μm中取值。若厚度h2大于10μm时，会导致限流部件14发生熔断的难度增加，无法起到及时、有效的“保险丝”作用。
82.将限流部件14的厚度控制在0μm～10μm之间，使得限流部件14更好发生受热熔断，以隔断短路区域，降低热失控发生的几率，提升二次电池100的安全性能。
83.根据本技术的一些实施例，请参照图7，可选地，相邻两个导电单元12之间的间距记为d，其中，0mm＜d≤5mm。
84.间距d可在0mm～5mm中取值。若间距d大于5mm时，则增大限流部件14在导电层11上的所占面积，而减小导电单元12所占面积，导致集流体1有效导电区域减少。
85.如此设计，合理控制相邻两个导电单元12之间的间距，在保证限流部件14能及时熔断的前提下，使得集流体1上有效导电区域不被过度减少。
86.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图3与图6，导电层11的至少一表面上延伸设有凹部13。凹部13将导电层11分隔为若干导电单元12，且在集流体1的厚度方向z上均不贯穿导电层11，以使相邻两个导电单元12之间剩余的导电层11部分形成限流部件14。
87.凹部13是指导电层11的表面上沿一定轨迹延伸，但在集流体1的厚度方向z不贯穿导电层11的凹陷结构。凹部13的成型方式可有多种，比如：其成型方式可为但不限于激光雕
刻、化学蚀刻、机械切削等。
88.以激光雕刻为例，对于复合集流体1的制备而言，将常规导电层11采用原成熟制造工艺成型至所需一定的厚度，如铝层采用压延工艺、铜箔采用电镀生箔工艺，然后与高分子材料基膜支撑层进行复合成型；采用激光雕刻的方法将上述步骤中的复合集流体1的导电层11根据需要雕刻成所需要个体形状和间隙，具体的形状和个体之间的间隙根据不同的项目需求进行定义；雕刻工序结束后对整个导电层11进行表面钝化处理；将以上钝化处理后的基材15分切成所需要的宽幅出货。
89.同时，对于普通集流体1的制备而言，可先对传统的集流体1的其中一面导电层11进行激光雕刻，具体的形状及间隙根据项目需求进行设计；一面雕刻完成后进行另一面的雕刻，形状大小可以与第一面相同，也可以不同；对雕刻好的集流体1进行表面钝化处理；将以上钝化处理后的基材15分切成所需要的宽幅出货。上述采用的激光雕刻工艺，其具有工艺流程简单，生产效率高，控制精度高，换型便捷等优点。
90.由于需要去除部分导电层11，因此，在雕刻之前，可对导电层11进行增厚处理，比如：以真空蒸镀、磁控溅射、水镀或者复合方式等工艺方法中的一种或者多种进行处理等。
91.凹部13在导电层11上的延伸轨迹可为线性延伸，也可为曲线或折线延伸等，请参照图7。同时，当凹部13为多个时，各个凹部13的延伸轨迹可保持一致，也不一致，比如：凹部13之间的延伸轨迹保持平行；或者，凹部13之间的延伸轨迹保持交叉等。
92.具体到一些实施例中，请参照图6与图7，凹部13包括第一凹部131和第二凹部132，若干第一凹部131沿第一方向x并列且间隔分布，并均沿第二方向y延伸设置；若干第二凹部132沿第二方向y并列且间隔分布，并均沿第一方向x延伸设置。第一凹部131和第二凹部132交叉设置，其中，第一方向x与第二方向y相交。如此，利用第一凹部131和第二凹部132交叉，将导电层11分隔为若干个导电单元12。不难理解地，第一凹部131和第二凹部132分隔形成的导电单元12有两类，一类靠近导电层11边缘的导电单元12，该导电单元12的至少一侧会不具有限流部件14；一类周向均具有限流部件14的导电单元12。
93.利用凹部13将导电层11分隔为若干个独立隔开的导电单元12，使得相邻两个导电单元12之间形成有可熔断的限流部件14，不仅有利于提升安全性能，而且有利于简化工艺流程，控制制作成本；同时，在导电层11上设置凹部13，能增大其与活性物质之间的接触面积，提升集流体1与活性物质之间的导电能力和结合力度。
94.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图8，集流体1还包括基材15，导电层11设于基材15沿集流体1的厚度方向z的至少一表面上。
95.基材15是指承载导电层11的结构，比如：其材料可为但不限于pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pp(聚丙烯)、pi(聚酰亚胺)等高分子材料。其中，导电层11可设置在基材15的一表面，也可同时设置在基材15的相对两表面上。
96.如此，本技术的导电层11设计可应用在复合集流体1中，使得复合集流体1的安全性能更高。
97.根据本技术的一些实施例，可选地，导电层11沿集流体1的厚度方向z的一表面面积记为s1，全部导电单元12的表面面积之和记为s2，其中，0.06％≤s2/s1≤99.99％。
98.为便于理解导电层11的表面面积s1与导电单元12的表面面积之和s2，以图6为例进行说明，导电层11的表面面积s1为图6中集流体1的整体方形外框所围成的面积，导电单
元12的表面面积之和s2为导电层11的表面面积s1减去图6中所有的凹部13所占面积外的面积。
99.导电单元12的表面面积之和s2与导电层11的表面面积s1之比，可理解为全部导电单元12在集流体1上的表面积占比。其比值越大，则说明导电单元12的区域越大，有效导电区域则越多，集流体1的导电能力越大。
100.合理控制全部导电单元12在导电层11上的表面积占比，既能保证限流部件14上的热熔断性，又能兼顾集流体1的导电能力。
101.根据本技术的一些实施例，可选地，s2/s1还满足的条件为：60％≤s2/s1≤95％。
102.s2与s1之间的比值可在60％～95％之间取值。此时，s2与s1之间比值的下限值提升至60％，这样有利于增大导电层11上有效的导电区域，以提升集流体1的导电能力。
103.进一步控制全部导电单元12在导电层11上的表面积占比，有效兼顾限流部件14上的热熔断性和集流体1的导电能力。
104.根据本技术的一些实施例，可选地，各导电单元12的表面面积均为：大于或等于0.001mm2，且小于或等于7.85
×
103mm2。
105.导电单元12的表面形状有多种设计，比如：其可设计为正方形、长方形、圆形、椭圆形、棱形等规则图形；也可设计为不规则图形；当然，也可为部分导电单元12为规则图形设计；另一部分导电单元12不规则图形设计等。
106.若导电单元12的表面设计成正方形时，可限定导电单元12的边长为：大于或等于3μm，且小于或等于50mm。若导电单元12的表面设计成圆形时，可限定导电单元12的半径为：大于或等于3μm，且小于或等于50mm。若导电单元12的表面设计成不规则图形时，可获取导电单元12上最宽部位的尺寸，并将其控制为大于或等于3μm，且小于或等于50mm等。其中，最宽部位的尺寸的获取可为：在导电单元12的外轮廓上取任意两点，两点连线的长度中取最长的连线作为最宽部位的尺寸。
107.合理控制单个导电单元12的表面面积，使得集流体1能规划出若干个相互隔开的导电单元12，以使集流体1能在短路故障时发生局部熔断。
108.根据本技术的一些实施例，本技术提供了一种极片，包括：如以上任一方案中的集流体1；活性层，设于集流体1的至少一侧面。
109.根据本技术的一些实施例，本技术提供了一种电极组件10，包括以上的极片。
110.根据本技术的一些实施例，本技术提供了一种二次电池100，包括以上的电极组件10。
111.根据本技术的一些实施例，本技术提供了一种用电装置，包括以上的二次电池100，二次电池100用于提供电能。
112.根据本技术的一些实施例，请参照图3至图8，本技术提供了一种集流体1，在制备过程中，首先对集流体1的导电层11进行整体增厚，然后再采用激光雕刻的方式对导电层11特殊处理，将导电层11雕刻成一定形状和大小的个体，每个形状之间导电层11仍旧会相连，被雕刻区域的厚度按照安全厚度要求进行设计。以上集流体1使用到二次电池100中以后，当一定形状和大小的导电单元12区域内出现内短产热的时候，起到导电单元12与导电单元12之间连接的限流部件14受热熔断，将短路区域与二次电池100中的其余区域断开电连接，真正起到“保险丝”的作用。
113.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种集流体(1)，其特征在于，包括：导电层(11)，包括若干相互隔开的导电单元(12)、以及电连接于相邻两个所述导电单元(12)之间的限流部件(14)；其中，所述限流部件(14)被配置为能受热熔断，以断开与之相邻两个所述导电单元(12)之间的电导通。2.根据权利要求1所述的集流体(1)，其特征在于，所述导电单元(12)在所述集流体(1)的厚度方向(z)上的厚度记为h1，所述限流部件(14)在所述集流体(1)的厚度方向(z)上的厚度记为h2，其中，h1大于h2。3.根据权利要求2所述的集流体(1)，其特征在于，h2与h1之间比值满足的条件为：0％＜h2/h1≤90％。4.根据权利要求3所述的集流体(1)，其特征在于，h2与h1之间比值还满足的条件为：10％≤h2/h1≤50％。5.根据权利要求2所述的集流体(1)，其特征在于，所述厚度h1满足的条件为：0.2μm≤h1≤20μm。6.根据权利要求2所述的集流体(1)，其特征在于，所述厚度h2满足的条件为：0μm＜h2≤10μm。7.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，相邻两个所述导电单元(12)之间的间距记为d，其中，0mm＜d≤5mm。8.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，所述导电层(11)的至少一表面上设有凹部(13)，所述凹部(13)将所述导电层(11)分隔为若干所述导电单元(12)，且在所述集流体(1)的厚度方向(z)上均不贯穿所述导电层(11)，以使相邻两个所述导电单元(12)之间剩余的所述导电层(11)的部分形成所述限流部件(14)。9.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，所述集流体(1)还包括基材(15)，所述导电层(11)设于所述基材(15)沿所述集流体(1)的厚度方向(z)的至少一表面上。10.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，所述导电层(11)沿所述集流体(1)的厚度方向(z)的一表面面积记为s1，全部所述导电单元(12)的表面面积之和记为s2，其中，0.06％≤s2/s1≤99.99％。11.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，s2/s1还满足的条件为：60％≤s2/s1≤95％。12.根据权利要求1-6任一项所述的集流体(1)，其特征在于，各所述导电单元(12)的表面面积均为：大于或等于0.001mm2，且小于或等于7.85
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103mm2。13.一种极片，其特征在于，包括：如权利要求1-12任一项所述的集流体(1)；活性层，设于所述集流体(1)的至少一侧面。14.一种电极组件(10)，其特征在于，包括权利要求13所述的极片。15.一种二次电池(100)，其特征在于，包括权利要求14所述的电极组件(10)。16.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求15所述的二次电池(100)，所述二次电池(100)用于提供电能。

技术总结
本申请涉及一种集流体、极片、电极组件、二次电池及用电装置，在导电层上设计出若干相互隔开的导电单元，并通过限流部件将相邻两个导电单元相互电连接，使得导电层整体保持导通状态。由于限流部件受热后发生熔断，能断开相邻两个导电单元之间的电导通，因此，当二次电池内部出现短路故障时，部分导电单元因短路而产生热量聚集，使得与该部分导电单元连接的限流部件发生熔断，切断该部分导电单元与其余导电单元之间的电连接，避免发生短路的区域向其余区域传输短路电流而引发热失控现象。如此，本申请在相邻两个导电单元之间设置可熔断的限流部件，及时隔断集流体上的短路区域，降低因短路电流的输出而引发热失控的几率，提升二次电池的安全性能。电池的安全性能。电池的安全性能。


技术研发人员：王岳利 伍平生
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/7/12