本技術(shù)涉及二次電池，特別是涉及一種復合集流體、二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著二次電池的應用范圍越來越廣泛，二次電池廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車和電動汽車等多個領(lǐng)域。

2、由于二次電池取得了極大的發(fā)展，因此對其性能也提出了更高的要求。采用復合集流體的二次電池在安全性、能量密度和成本上具有較大的優(yōu)勢。但是，目前采用復合集流體的二次電池也存在電芯的倍率性能較差、穩(wěn)定性較差的問題。

3、因此，尋求倍率性能較好、穩(wěn)定性較好的采用復合集流體的二次電池是本領(lǐng)域技術(shù)人員重點關(guān)注的方向之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進行的，其目的之一在于，提供一種復合集流體，其能夠提升二次電池的倍率性能和穩(wěn)定性。

2、為了達到上述目的，本技術(shù)的第一方面提供了一種復合集流體，包括有機層和設(shè)于所述有機層的至少一個表面上的金屬層；

3、所述金屬層中具有孔隙，至少部分所述孔隙的孔徑為10nm～200nm，所述金屬層的孔隙率為3％～20％；

4、所述復合集流體滿足以下關(guān)系式：

5、0.5*σ1*t有/(t有+t金)≤σs≤0.8*σ1*t有/(t有+t金)；

6、其中，σ1為所述有機層的斷裂強度，單位為mpa；t有為所述有機層的厚度，單位為μm；t金為所述金屬層的總厚度，單位為μm；σs為所述復合集流體的屈服強度，單位為mpa。

7、本技術(shù)通過將金屬層和有機層形成復合集流體，并在金屬層中設(shè)置具有一定孔徑的孔隙，控制金屬層的孔隙率在一定范圍內(nèi)，并控制復合集流體的屈服強度在一定范圍內(nèi)，可以使復合集流體在加工以及后續(xù)的電池循環(huán)過程中金屬層不易產(chǎn)生裂紋，集流體不易出現(xiàn)斷裂，可提高二次電池的倍率性能和穩(wěn)定性。

8、在任意的實施方式中，所述金屬層中的金屬元素包括銅、鋁、鎳、鈦、鉑、鐵、鈷、鉻、鎢、鉬、鎂、鉛、銦和錫中的一種或多種。

9、在任意的實施方式中，所述金屬層為金屬鋁層，所述復合集流體滿足以下關(guān)系式：

10、

11、其中，ρ1為所述復合集流體的平均密度，單位為g/cm3；ρ2為所述有機層的密度，單位為g/cm3。如此，更有利于改善二次電池的直流電阻dcr和倍率性能，提高二次電池的長期穩(wěn)定性。

12、在任意的實施方式中，所述復合集流體的屈服強度為120mpa～180mpa。如此，可使集流體不至于產(chǎn)生大的裂紋，并且不會因為屈服強度太小而導致冷壓延展過大，極片發(fā)生形變的情況。

13、在任意的實施方式中，所述復合集流體的電阻率≤3.5*10-8ωm。如此，可采用更薄的金屬層實現(xiàn)相同的導電效果，可以提升電芯的能量密度和電芯的安全性。

14、在任意的實施方式中，所述金屬層的一次單晶顆粒尺寸為35nm～80nm，所述金屬層中二次顆粒的尺寸為90nm～300nm，所述二次顆粒的粒徑大于組成所述二次顆粒的所有一次單晶顆粒的粒徑之和。如此，可以保證集流體的金屬層結(jié)晶性和連接性，降低電芯的電阻，并且二次顆粒中具有的微間隙也可以起到應力釋放點的作用。

15、在任意的實施方式中，所述復合集流體的表面粗糙度≥0.2μm。如此，可使復合集流體與活性物質(zhì)之間的接觸更好，降低電芯的直流電阻dcr，進一步提高電池的倍率性能。

16、在任意的實施方式中，所述復合集流體的比表面積≥0.188m2/g。如此，可使復合集流體與活性物質(zhì)之間的接觸更好，進一步降低電芯的直流電阻dcr，并進一步提高電池的倍率性能。

17、在任意的實施方式中，所述復合集流體經(jīng)10％延展拉伸回彈后的方阻增長率≤5％。如此，可以更好地保證金屬層的導電性，保證電芯性能和長期穩(wěn)定性。

18、在任意的實施方式中，所述復合集流體經(jīng)30％延展拉伸回彈后的方阻增長率≤10％。如此，可以進一步保證電芯性能和長期穩(wěn)定性。

19、在任意的實施方式中，單層所述金屬層的厚度為0.5μm～5μm。如此，既能使集流體具有良好的導電性，又可避免由于金屬層太厚而產(chǎn)生的安全性問題。

20、在任意的實施方式中，單層所述金屬層的厚度為0.8μm～1.5μm。

21、在任意的實施方式中，單層所述金屬層包括致密層和孔隙層，所述孔隙位于所述孔隙層內(nèi)；所述致密層設(shè)于所述有機層的表面上，所述孔隙層設(shè)于所述致密層背離所述有機層的表面上；或所述孔隙層設(shè)于所述有機層的表面上，所述致密層設(shè)于所述孔隙層背離所述有機層的表面上。如此，能夠進一步確保電芯具有較好的界面性能、直流電阻dcr和倍率性能；并且，將致密層設(shè)于有機層的表面上，孔隙層設(shè)于致密層背離有機層的表面上，還可以提升金屬層與有機層之間的粘結(jié)力，提升復合集流體的長期耐電解液浸泡性能。

22、在任意的實施方式中，所述致密層的密度ρ3為2.65g/cm3≤ρ3≤2.70g/cm3；所述孔隙層的密度ρ4為2.00g/cm3≤ρ4＜2.65g/cm3。

23、在任意的實施方式中，所述致密層的厚度為對應的單層所述金屬層厚度的10％～50％；所述孔隙層的厚度為對應的單層所述金屬層厚度的50％～90％。

24、在任意的實施方式中，所述致密層的厚度為100nm～500nm；所述孔隙層的厚度為500nm～900nm。

25、在任意的實施方式中，所述復合集流體的縱向斷裂延伸率和/或橫向斷裂延伸率均≥50％。如此，可使集流體在加工過程中不容易出現(xiàn)斷帶，提升制造優(yōu)率；且可使復合集流體在電芯內(nèi)部使用過程中，即使在大的膨脹力或者大的形變情況下，也不會產(chǎn)生極片斷裂的問題。

26、在任意的實施方式中，所述有機層包括有機聚合物膜，所述有機聚合物膜包括聚酰胺、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙炔、硅橡膠、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙二醇、聚氮化硫類、聚苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡啶、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂以及上述聚合物的衍生物、交聯(lián)物和共聚物中的一種或多種。

27、在任意的實施方式中，所述有機層的厚度為1μm～20μm。

28、在任意的實施方式中，所述有機層的厚度為3μm～10μm。

29、本技術(shù)的第二方面提供了一種二次電池，包括本技術(shù)第一方面的復合集流體。如此，所述二次電池具有良好的倍率性能和長期穩(wěn)定性。

30、本技術(shù)的第三方面提供了一種用電裝置，包括本技術(shù)第二方面的二次電池。

31、本技術(shù)的復合集流體通過在金屬層中設(shè)置具有一定孔徑的孔隙，控制金屬層的孔隙率在一定范圍內(nèi)，并且控制復合集流體的屈服強度在一定范圍內(nèi)；可以降低復合集流體中金屬層的脆性，使復合集流體具有適中的延展性，使復合集流體在加工以及后續(xù)的電池循環(huán)過程中金屬層不易產(chǎn)生裂紋，集流體不易出現(xiàn)斷裂，可提高二次電池的倍率性能和長期穩(wěn)定性。