本申請(qǐng)涉及電池，特別是涉及一種集流體、電極極片和電池。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)和低自放電率等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、移動(dòng)通信設(shè)備、便攜式電子產(chǎn)品、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。

2、車用動(dòng)力電池的安全性是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等新能源汽車領(lǐng)域的重要關(guān)注點(diǎn)。電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)電池系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，如何提升電池的安全性能是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N集流體、電極極片和電池，以使集流體具備阻燃功能，從而提升電池的安全性能。

2、本申請(qǐng)的第一方面，提供一種集流體，包括阻燃填充體、具有導(dǎo)電性的封裝體以及設(shè)置在所述集流體的厚度方向上的多個(gè)凹槽，所述阻燃填充體設(shè)置在各所述凹槽中，所述阻燃填充體的材料包括阻燃劑，所述封裝體設(shè)置在所述凹槽的開(kāi)口端用于封閉所述凹槽。

3、在一些實(shí)施方式中，所述集流體的厚度與所述凹槽的平均深度的比值為(2.2-7.5):1，可選為(3-4.5):1。

4、在一些實(shí)施方式中，所述凹槽的平均深度為3μm-9.5μm。

5、在一些實(shí)施方式中，集流體的厚度為10μm-25μm。

6、在一些實(shí)施方式中，所述集流體的材料包括銅、鋁、銀、金、鎳以及它們的合金中的一種或多種。

7、在一些實(shí)施方式中，所述凹槽的垂直于所述集流體的厚度方向的最大橫截面的面積之和與該橫截面上所述集流體的面積的比值為(40-200):1，可選為(50-85):1。

8、在一些實(shí)施方式中，在垂直于所述集流體的厚度方向的橫截面中，所述凹槽的形狀包括圓形、長(zhǎng)方形、正方形、平行四邊形和三角形中的一種或多種。

9、在一些實(shí)施方式中，在所述凹槽的垂直于所述集流體的厚度方向的最大橫截面中，相鄰的所述凹槽的邊沿之間的最短距離為200μm-1000μm。

10、在一些實(shí)施方式中，所述封裝體的平均厚度為3μm-9.5μm。

11、在一些實(shí)施方式中，所述封裝體遠(yuǎn)離所述阻燃填充體的表面與該側(cè)所述集流體的表面齊平。

12、在一些實(shí)施方式中，所述封裝體的材料包括合金。

13、在一些實(shí)施方式中，所述合金的熔點(diǎn)為80℃-200℃。

14、在一些實(shí)施方式中，所述合金包括鉍鉛鎘合金、鉍鉛錫合金、鉍鉛合金、鉛錫合金、鉍錫合金和銦鉍錫合金中的一種或多種。

15、在一些實(shí)施方式中，所述阻燃劑包括磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、鹵系阻燃劑、金屬化合物阻燃劑和電解液固化劑中的一種或多種。

16、在一些實(shí)施方式中，所述阻燃劑的分解溫度高于所述合金的熔點(diǎn)。

17、本申請(qǐng)的第二方面，提供本申請(qǐng)第一方面所述的集流體的制備方法，包括如下步驟：

18、在所述集流體沿其厚度方向的所述凹槽中形成所述阻燃填充體；

19、在所述阻燃填充體的表面覆蓋凹槽中填充包含合金的熔融液，使所述熔融冷卻形成所述封裝體。

20、本申請(qǐng)的第三方面，提供一種電極極片，包括本申請(qǐng)第一方面所述的集流體。

21、本申請(qǐng)的第四方面，提供一種電池，包括本申請(qǐng)第一方面所述的集流體以及本申請(qǐng)第三方面所述的電極極片中的至少一種。

22、在一些實(shí)施方式中，所述阻燃劑在所述電池中的質(zhì)量占比為0.1％-2％，可選為0.45％-0.75％。

23、本申請(qǐng)的第五方面，提供一種用電裝置，包括本申請(qǐng)第四方面所述的電池。

24、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，上述集流體及其制備方法、電極極片和電池至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：

25、上述集流體內(nèi)部的阻燃填充體具有一定的阻燃性，且封裝體具有導(dǎo)電性，不會(huì)對(duì)電池的性能造成影響，電池發(fā)生熱失控時(shí)，封裝體熔化，釋放出凹槽內(nèi)的包含阻燃劑的阻燃填充體來(lái)干預(yù)熱失控的發(fā)生和發(fā)展，使集流體具備阻燃功能，從而提升電池的安全性能。

技術(shù)特征：

1.一種集流體，其特征在于，包括阻燃填充體、具有導(dǎo)電性的封裝體以及設(shè)置在所述集流體的厚度方向上的多個(gè)凹槽，所述阻燃填充體設(shè)置在各所述凹槽中，所述阻燃填充體的材料包括阻燃劑，所述封裝體設(shè)置在所述凹槽的開(kāi)口端用于封閉所述凹槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集流體，其特征在于，所述集流體的厚度與所述凹槽的平均深度的比值為(2.2-7.5):1；和/或，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集流體，其特征在于，所述集流體的厚度為10μm-25μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集流體，其特征在于，所述凹槽的垂直于所述集流體的厚度方向的最大橫截面的面積之和與該橫截面上所述集流體的面積的比值為(40-200):1；和/或，

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集流體，其特征在于，所述封裝體的平均厚度為3μm-9.5μm；和/或，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集流體，其特征在于，所述合金的熔點(diǎn)為80℃-200℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集流體，其特征在于，所述阻燃劑的分解溫度高于所述合金的熔點(diǎn)。

8.一種電極極片，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的集流體。

9.一種電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的集流體以及權(quán)利要求8所述的電極極片中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其特征在于，所述阻燃劑在所述電池中的質(zhì)量占比為0.1％-2％。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種集流體、電極極片和電池，該集流體包括阻燃填充體、具有導(dǎo)電性的封裝體以及設(shè)置在集流體的厚度方向上的多個(gè)凹槽，阻燃填充體設(shè)置在凹槽中，阻燃填充體的材料包括阻燃劑，封裝體設(shè)置在凹槽的開(kāi)口端用于封閉凹槽，集流體內(nèi)部阻燃劑使得集流體具備阻燃功能，從而提升了電池的安全性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李偉峰,馮新浡,饒順,高鎮(zhèn)海,劉潔,施家偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240205
技術(shù)公布日：2024/12/30