一种集流体和电池及电子设备的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种集流体和电池及电子设备。


背景技术：

2.电池的能量密度高、功率密度高，在消费类电子产品、电动交通工具以及储能等领域有着广阔的应用前景。然而，锂离子电池在一些滥用条件下(如针刺、挤压、撞击等)会导致内部短路进而引起热失控引发安全事故。所以，对电池的安全性能进行改善受到越来越高的关注。
3.集流体作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响锂离子电池的性能。目前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，在电池内部发生短路的情况下无法切断电流，会导致热量聚集最终引发热失控，不利于锂离子电池的安全性能。
4.为了提高锂离子电池的安全性能，通常将金属箔材与聚合物进行复合，但是聚合物会增加集流体的内阻，影响锂离子电池的倍率性能。
5.因此，急需提供一种能使锂离子电池兼具较为优异的安全性能和倍率性能的集流体。


技术实现要素：

6.本发明提供一种集流体，所述集流体不仅具有较为优异的电子传输性能，而且在电池内部发生短路时会自动切断电流，防止电池内部热失控
7.本发明提供一种电池，所述电池中的集流体不仅具有较为优异的电子传输性能，而且在电池内部发生短路时，电池中的集流体会自动切断电流。
8.本发明提供一种电子设备，所述电子设备兼具较为优异的倍率性能和安全性能。
9.本发明第一方面提供一种集流体，包括中间层及设置在所述中间层至少一个功能表面的导电层；
10.其中，导电层的电阻率ρ与导电层的本征电阻率ρ0满足以下关系；
11.1＜ρ/ρ0≤2。
12.如上所述的集流体，其中，导电层的方阻rs与导电层的本征方阻r
s0
满足以下关系；1＜rs/r
s0
≤2。
13.如上所述的集流体，其中，1.01≤rs/r
s0
≤1.1。
14.如上所述的集流体，其中，rs为5mω-1000.1mω。
15.如上所述的集流体，其中，所述导电层的拉伸断裂伸长率为1％-20％。
16.如上所述的集流体，其中，所述导电层的厚度为0.1μm-3μm。
17.如上所述的集流体，其中，所述中间层的厚度为0.5μm-40μm。
18.如上所述的集流体，其中，所述导电层的材料选自金属导电材料。
19.如上所述的集流体，其中，所述中间层的材料选自绝缘高分子材料、绝缘高分子复
合材料、导电高分子材料、导电高分子复合材料中的至少一种。
20.本发明的第二方面提供一种电池，包含上述的集流体。
21.本发明的第三方面提供一种电子设备，包含上述的电池。
22.本发明的集流体，包括中间层以及设置在中间层至少一个功能表面的导电层；其中，导电层的电阻率ρ与导电层的本征电阻率ρ0满足以下关系；1＜ρ/ρ0≤2。本发明中，由于ρ与ρ0的比值满足上述的关系，该集流体不仅能够在正常情况下促进电子的传输，提高电池的倍率性能，而且当电池受到针刺等极端滥用情况时，集流体中的导电层会失效，切断电子的传输，提高电池的安全性能。所以本发明的集流体能够使电池兼具较为优异的安全性能和倍率性能。
23.本发明的电池，由于包含上述的集流体，所以不仅具有较为优异的倍率性能，而且当电池受到针刺等极端滥用情况时，极片中的导电层会失效，切断电子的传输，具有较为优异的安全性能。
24.本发明的电子设备，由于包含上述的电池，所以具有较为优异的安全性能和倍率性能。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面对本发明实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1为本发明一些实施方式中的集流体的结构示意图；
27.图2为本发明另一些实施方式中的集流体的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1：中间层；
30.2：导电层。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.图1为本发明一些实施方式中的集流体的结构示意图；图2为本发明另一些实施方式中的集流体的结构示意图。如图1或图2所示，本发明提供一种集流体，包括中间层1及设置在中间层1至少一个功能表面的导电层2；
33.其中，导电层2的电阻率ρ与导电层2的本征电阻率ρ0满足以下关系；
34.1＜ρ/ρ0≤2。
35.本发明中，中间层1的功能表面是指中间层1中面积最大的且相对设置的两个表面，中间层1的功能表面用于设置导电层2。
36.如图1所示，本发明的集流体可以通过在中间层1的任一个功能表面设置导电层2
获得。如图2所示，本发明的集流体可以通过在中间层1的两个功能表面设置导电层2获得。
37.本发明中，可以通过机械辊压复合、热复合、粘结复合中的至少一种将导电材料设置于中间层1的功能表面之上，形成导电层2。
38.本发明的中间层1能够提高集流体的机械性能，进而延长电池的使用寿命。本发明不限定中间层1的具体材料，凡是能够提高集流体的机械性能的材料都属于本发明的保护范围之内。
39.本发明中，导电层2的本征电阻率为导电材料的固有属性，可以通过查阅《国内外通用技术手册》获得。导电层2的电阻率可以采用astm f390-2011标准上的测试方法测试得到，具体地，可以采用苏州晶格电子有限公司st2253型号的数字式四探针测试仪测试得到。
40.在实际的生产中，导电层的本征电阻率会与导电层的电阻率有所差异。发明人进行了分析，认为导电层的本征电阻率与导电层的电阻率具有差异的原因可能在于：导电材料通过机械辊压复合、热复合和粘结复合中的至少一种方式加工成导电层时，会改变导电材料的微观结构，与原导电材料相比，形成的导电层的微观结构会有部分缺陷，进而使形成的导电层的致密性降低，使导电层的电阻率比导电层的本征电阻率较大。
41.本发明中，由于ρ/ρ0满足上述的关系，该集流体不仅能够在正常情况下促进电子的传输，提高电池的倍率性能，而且当电池受到针刺等极端滥用情况时，集流体中的导电层会失效，切断电子的传输，提高电池的安全性能。所以本发明的集流体能够使电池兼具较为优异的安全性能和倍率性能。
42.在本发明的一些实施方式中，导电层的方阻rs与导电层的本征方阻r
s0
满足以下关系；
43.1＜rs/r
s0
≤2。
44.本发明中，rs＝ρ/h，式(1)；r
s0
＝ρ0/h，式(2)；h为导电层的厚度。
45.进一步地，rs/r
s0
可以为1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0。
46.在一些实施方式中，可以进一步选用具有较为优异的机械性能的导电层，以期延长集流体的使用寿命，例如，可以选用经过50吨恒定压力辊压之后表面不产生裂纹的导电层。
47.本发明中，由于rs/r
s0
满足上述的关系，所制得的集流体能够更进一步使电池兼具较为优异的安全性能和倍率性能。
48.在本发明的一些实施方式中，在保证电池的安全性能的前提下，为了进一步提高电池的倍率性能，1.01≤rs/r
s0
≤1.1。
49.在本发明的一些实施方式中，导电层的rs为5mω-1000.1mω。当导电层的rs在上述范围之内时，电池兼具更为优异的倍率性能和安全性能。
50.进一步地，导电层的rs可以为5mω、6mω、7mω、8mω、9mω、10mω、15mω、20mω、30mω、40mω、50mω、60mω、70mω、80mω、90mω、100mω、200mω、300mω、400mω、500mω、600mω、700mω、800mω、900mω、1000mω。
51.在本发明的一些实施方式中，导电层的拉伸断裂伸长率为1％-20％。
52.本发明中，导电层的拉伸断裂伸长率指的是导电层受外力作用至拉断时，拉伸前后的长度增加量与拉伸前长度的比值，可以参照gb/t 228.1-2010金属材料-拉伸试验中内
容测试导电层的断裂伸长率。当导电层的断裂伸长率符合上述的范围时，该集流体不仅能够在电池发生短路时，切断电池的内部电流，提高电池的安全性能，而且该集流体还具有更为优异的机械性能，能够延长电池的使用寿命。
53.进一步地，导电层的拉伸断裂伸长率可以为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％。
54.在本发明的一些实施方式中，为了平衡集流体的能量密度和机械性能，导电层的厚度为0.1μm-3μm，中间层的厚度为0.5μm-40μm，集流体的厚度为2μm-46μm。
55.进一步地，导电层的厚度可以为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3μm。
56.中间层的厚度可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm、4.5μm、5.0μm、6.0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm、10.0μm、20.0μm、30.0μm、40.0μm。
57.集流体的厚度可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、46μm。
58.在本发明的一些实施方式中，导电层的材料选自金属导电材料。
59.金属导电材料可以选自铝、铜、镍、钛、银、镍铜合金、铝锆合金、不锈钢中的至少一种。
60.在本发明的一些实施方式中，中间层的材料选自绝缘高分子材料、绝缘高分子复合材料、导电高分子材料、导电高分子复合材料中的至少一种。
61.本发明中，绝缘高分子材料可以选自聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺(pi)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酰对苯二胺、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、聚氨酯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、硅橡胶、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚醚醚酮、聚对苯撑苯并二唑、芳纶、聚苯并咪唑、聚芳噁二唑、纤维素、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。进一步地，绝缘高分子材料可以选自聚酰亚胺、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、聚丙烯中的至少一种。
62.绝缘高分子复合材料可以为绝缘高分子材料与无机材料形成的复合材料。其中，无机材料选自陶瓷材料、玻璃材料、陶瓷复合材料中的至少一种。
63.导电高分子材料可以选自聚氮化硫和/或经碘掺杂的聚乙炔。当导电高分子材料选自经碘掺杂的聚乙炔时，本发明不限定碘的掺杂量，可以根据实际应用进行选择。
64.导电高分子复合材料可以为绝缘高分子材料与导电材料形成的复合材料。其中，导电材料选自导电碳材料、金属材料、复合导电材料中的至少一种；导电碳材料选自碳黑、碳纳米管、石墨、乙炔黑、石墨烯中的至少一种，金属材料选自镍、铁、铜、铝和上述金属的合金中的至少一种，复合导电材料选自镍包覆的石墨粉、镍包覆的碳纤维中的至少一种。
65.本发明中对上述聚合物的分子量不做特别限定。
66.本发明的集流体能够用来制备极片，本发明对极片的电性不做不限定，可以是正
极片，也可以是负极片。当极片为正极片时，正极片的结构包括正极集流体及设置在正极集流体至少一个功能表面的正极活性层；当极片为负极片时，负极片的结构包括负极集流体及设置在负极集流体至少一个功能表面的负极活性层。
67.本发明中正极活性层中的正极活性材料可以采用本领域已知的正极活性材料，凡是能够进行离子的可逆嵌入或脱嵌的正极活性材料都属于本发明的保护范围之内。例如，正极活性材料可以为锂过渡金属复合氧化物，其中过渡金属可以是mn、fe、ni、co、cr、ti、zn、v、al、zr、ce或mg中的至少一种。
68.锂过渡金属复合氧化物中还可以掺杂电负性大的元素，如s、f、cl或i中的至少一种，能够使正极活性材料具有较高的结构稳定性和电化学性能。示例性地，锂过渡金属复合氧化物可以为limn2o4、linio2、licoo2、lini
1-y
coyo2(0《y《1)、liniacobal
1-a-b
o2(0《a《1，0《b《1，0《a b《1)、limn
1-m-n
nimcono2(0《m《1，0《n《1，0《m n《1)、limpo4(m可以为fe、mn或co中的至少一种)或li
3v2
(po4)3中的至少一种。
69.本发明中负极活性层中的负极活性材料可以采用本领域已知的负极活性材料，凡是能够进行离子的可逆嵌入或脱嵌的负极活性材料都属于本发明的保护范围之内。例如，负极活性材料可以为金属锂、天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(mcmb)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、sio、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的钛酸锂或li-al合金中的至少一种。
70.上述活性层还可以包括导电剂。在一些实施方式中，导电剂选自碳材料、金属材料和导电聚合物中的至少一种。其中，碳材料选自石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种；金属材料选自金属粉、金属纤维、铜、镍、铝和银中的至少一种；导电聚合物选自聚亚苯基衍生物。
71.上述活性层还可以包括粘结剂。在一些实施方式中，粘结剂选自聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、丁苯橡胶(sbr)、丁腈橡胶(nbr)、水系丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、氟化橡胶、羧甲基纤维素(cmc)或聚丙烯酸(paa)中的至少一种。
72.本发明的正极片可以按照本领域常规方法制备。将正极活性材料、导电剂、粘结剂分散于溶剂(可以为n-甲基吡咯烷酮)中，形成均匀的正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆在集流体上，经烘干等工序后，得到包含正极活性层的正极片。
73.本发明的负极片可以按照本领域常规方法制备。将负极活性材料、导电剂、粘结剂、增稠剂及分散剂分散于溶剂中，溶剂可以是nmp或去离子水，形成均匀的负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆在集流体上，经烘干等工序后，得到包含负极活性层的负极片。
74.在上述极片的制备过程中，为了增强集流体和活性层之间的结合力，可以对集流体进行包括但不限于以下方式的处理：打孔、腐蚀和涂覆导电基底中的至少一种。
75.本发明的极片由于包含上述的集流体，所以不仅能够在正常情况下促进电子的传输，提高电池的倍率性能，而且当电池受到针刺等极端滥用情况时，极片中的导电层会失效，切断电子的传输，提高电池的安全性能。本发明的极片能够使电池兼具较为优异的安全性能和倍率性能。
76.本发明的第二方面提供一种电池，包含上述的集流体。
77.本发明的电池可以为一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器。进一步地，电池还可以包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、锂离子聚合
物二次电池、锂一次电池、钠离子电池或镁离子电池。
78.在具体的实施方式中，本发明的池包括正极片、负极片、隔膜和电解液。其中正极片和/或负极片包括上述的集流体。
79.本发明对上述隔膜没有特别的限制，可以选用任意公知的具有电化学稳定性和化学稳定性的多孔结构隔膜，例如可以是玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯或聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔膜可以使单层或多层。
80.本发明中，上述电解液包括有机溶剂和电解质盐。有机溶剂作为在电化学反应中传输离子的介质，可以采用本领域已知的用于电池电解液的有机溶剂。电解质盐作为离子的供源，可以采用本领域已知的用于电池电解液的电解质盐。
81.有机溶剂可以为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸丁烯酯(bc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、甲酸甲酯(mf)、乙酸甲酯(ma)、乙酸乙酯(ea)、乙酸丙酯(pa)、丙酸甲酯(mp)、丙酸乙酯(ep)、丙酸丙酯(pp)、丁酸甲酯(mb)、丁酸乙酯(eb)、1,4-丁内酯(gbl)、环丁砜(sf)、二甲砜(msm)、甲乙砜(ems)、二乙砜(ese)中的至少一种。在具体的实施方式中，可以选则上述有机溶剂中的两种以上。
82.电解质盐可以为六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、高氯酸锂(liclo4)、六氟砷酸锂(liasf6)、六氟锑酸锂(lisbf6)、二氟磷酸锂(lipf2o2)、4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂(lidti)、双乙二酸硼酸锂(libob)、三氟甲磺酸锂(litfs)、双(丙二酸)硼酸锂(libmb)、二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双(二氟丙二酸)硼酸锂(libdfmb)、(丙二酸草酸)硼酸锂(limob)、(二氟丙二酸草酸)硼酸锂(lidfmob)、三(草酸)磷酸锂(litop)、三(二氟丙二酸)磷酸锂(litdfmp)、四氟草酸磷酸锂(litfop)、二氟二草酸磷酸锂(lidfop)、双(氟磺酰)亚胺锂(lifsi)、双三氟甲烷磺酰亚氨锂(litfsi)、(氟磺酰)(三氟甲磺酰)亚氨锂(lin(so2f)(so2cf3))、硝酸锂(lino3)、氟化锂(lif)、lin(so2rf)2或lin(so2f)(so2rf)中的至少一种，其中，rf＝c
nf2n 1
，n为2～10且为整数。
83.本发明中，电解液还可以包括添加剂。添加剂可以为碳酸亚乙烯酯(vc)、碳酸乙烯基亚乙酯(vec)、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯(fec)、三氟甲基碳酸乙烯酯、硫酸二甲酯、硫酸乙烯酯、甲基硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、丁二酸酐、联苯、联苯醚、甲苯、二甲苯、环已基苯、氟苯、对氟甲苯、对氟苯甲醚、叔丁基苯、叔戊基苯、丙烯磺酸内酯、丁烷磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙二醇双(丙腈)醚、六甲基二硅氮烷、七甲基二硅氮烷、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、乙腈(an)、丙二腈、丁二腈(sn)、戊二腈(gn)、己二腈(adn)、1,3,6-己烷三甲腈、1,3,5-戊烷三甲腈、乙二醇双丙腈醚、六氟环三磷腈、五氟乙氧基环三磷腈、五氟苯氧基环三磷腈、1,4-二氰基-2-丁烯、对氟苯甲腈、对甲基苯甲腈、2-氟己二腈、2,2-二氟丁二腈、三氰基苯、丙烯腈、巴豆腈、反式丁烯二腈、反式己烯二腈、1,2-二(氰乙氧基)乙烷、1,2,3-三(氰乙氧基)丙烷、双(氰乙基)砜和3-(三甲基硅氧基)丙腈中的至少一种。
84.本发明中，将上述正极片、隔膜和负极片依次层叠设置得到电芯，也可以将上述正极片、隔膜和负极片依次层叠设置，然后进行卷绕得到电芯；将电芯置于包装外壳中，向外包装注入电解液并封口，能够制备一种电池。
85.本发明的电池，由于包含上述的集流体，所以该电池不仅具有较为优异的倍率性能，还具有较为优异的安全性能。
86.本发明的第三方面提供一种电子设备，包含上述的电池。
87.本发明的电池可以应用于多种场合，制备成电子设备。例如，电子设备可以为移动电脑、笔记本电脑、便携式电话、电子书播放器、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、汽车、摩托车、电动船舶、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、照相机、家庭用大型蓄电池、储能电站等。
88.本发明的电子设备，由于包含上述的电池，所以该电子设备不仅具有较为优异的倍率性能，还具有较为优异的安全性能。
89.以下，结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案，以下实施例中所记载的所有份、百分含量、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
90.试验例c1-c28
91.通过以下步骤制备试验例c1-c28的集流体：
92.在中间层的两个功能表面按照一定的方式分别设置导电层，得到集流体，具体的制备参数见表1。
93.表1
94.[0095][0096][0097]
表1中，rs＝ρ/h；r
s0
＝ρ0/h，ρ为导电层的电阻率，ρ0为导电层的本征电阻率，h为导
电层的厚度。其中，导电层的本征电阻率，通过查阅《国内外通用技术手册》获得；导电层的电阻率采用astm f390-2011标准上的测试方法测试得到，具体地，采用苏州晶格电子有限公司st2253型号的数字式四探针测试仪测量得到。
[0098]
采用gb/t 228.1-2010中金属材料-拉伸试验测试导电层的拉伸断裂伸长率。
[0099]
辊压后导电层的表面是否有裂纹的测试方法为：使用50吨的重物对导电层的表面进行辊压，辊压速度为1m/s，观察辊压后导电层的表面是否有裂纹。
[0100]
表1中，聚氨酯的重均分子量为2万，pet的重均分子量为3万，pbt的重均分子量为2.5万，ptfe的重均分子量为2万，pi的重均分子量为4.5万，pp的重均分子量为60万。
[0101]
实施例和对比例
[0102]
实施例1-10和对比例1-2的锂离子电池通过包括以下步骤的方法制备得到：
[0103]
(1)正极片制备
[0104]
将正极活性材料镍钴锰酸锂三元材料、炭黑导电剂、粘结剂聚偏氟乙烯(pvdf)分散于n-甲基吡咯烷酮(nmp)中，搅拌均匀，得到正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆在c1-c12、c25、c27、c29、c31、c33中的正极集流体的功能表面，然后经烘干，辊压，裁切，得到含有正极活性层的正极片；
[0105]
其中，正极活性层中，镍钴锰酸锂三元材料、炭黑导电剂和聚偏氟乙烯的质量比为97:1.5:1.5。
[0106]
(2)负极片制备
[0107]
将负极活性材料石墨、炭黑导电剂、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc)分散于去离子水中，搅拌均匀，得到负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆在c13-c24、c26、c28、c30、c32、c34中的负极集流体的功能表面上，然后经烘干，辊压，裁切，得到含有负极活性层的负极片；
[0108]
其中，负极活性层中，石墨、炭黑导电剂、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠的质量比为97:1:1:1。
[0109]
(3)电解液制备
[0110]
在含水量《5ppm的充有氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)按照质量比0.5:1.5:1.5混合，加入lipf6搅拌均匀，形成基础电解液，基础电解液中lipf6的浓度为1.15mol/l，最后在上述基础电解液中加入1％vc添加剂与1％fec添加剂。
[0111]
(4)隔膜的制备
[0112]
选择7μm湿法聚乙烯隔膜作为基材，先在基材的一个表面涂2μm厚的氧化铝陶瓷涂层，然后再在隔膜两侧分别涂厚度为1μm的pvdf-hfp胶层，得到总厚度为11μm的隔膜，分切为所需宽度备用。
[0113]
(5)锂离子电池的制备
[0114]
将上述正极、隔膜和负极依次层叠设置，然后经过焊接极耳以及卷绕得到卷芯，将卷芯置于铝塑膜外包装中，向铝塑膜外包装中注入上述电解液并经过真空密封、静置、化成、整形等工序，得到锂离子电池。
[0115]
具体的制备参数见表2。
[0116]
性能测试
[0117]
对实施例和对比例中的锂离子电池进行以下性能测试，测试结果见表2。
[0118]
1)初始内阻
[0119]
将锂离子电池置于25℃的环境中，以0.5c恒流放电至下限电压(3.0v)，静置5分钟，通过内阻测试仪直接测试电池的欧姆阻抗，交流信号频率设置为1khz，得到电池的初始内阻。
[0120]
2)倍率放电性能
[0121]
将锂离子电池置于25℃的环境中，以0.2c恒流充电至上限电压(4.3v)转恒压充电至电流降低至0.05c为止，静置5分钟，0.2c恒流放电至下限电压(3.0v)，记录放电容量q1；然后将放电电流改变为1.5c重复上述过程，记录放电容量q2，计算1.5c放电容量保持率φ＝q2/q1×
100％。
[0122]
3)加热项目通过率
[0123]
取10只电池样品，参考gb/t 31485-2015中第6.2.6节的方法，分别对每只电池进行加热项目测试，参考第5.1.5节，对测试结果进行判定，电池不爆炸不起火即为通过测试，否则即为不通过测试，计算10只电池的加热项目通过率。
[0124]
4)挤压项目通过率
[0125]
取10只电池样品，参考gb/t 31485-2015中第6.2.7节的方法，分别对每只电池进行挤压项目测试，参考第5.1.6节，对测试结果进行判定，电池不爆炸不起火即为通过测试，否则即为不通过测试，计算10只电池的挤压项目通过率。
[0126]
5)针刺项目
[0127]
取10只电池样品，参考gb/t 31485-2015中第6.2.8节的方法，分别对每只电池进行针刺项目测试，参考第5.1.7节，对测试结果进行判定，电池不爆炸不起火即为通过测试，否则即为不通过测试，计算10只电池的针刺项目通过率。
[0128]
表2
[0129]
[0130][0131]
从表2可以看出，采用本发明的方案制备的集流体用于锂离子电池时，能够提高锂离子电池的安全性能和倍率性能。
[0132]
进一步地，当rs与r
s0
的比值满足：1.01≤rs/r
s0
≤1.1时，使用该集流体制备的锂离子电池，具有更为优异的安全性能和倍率性能。
[0133]
当rs为5mω-1000.1mω时，使用该集流体制备的锂离子电池，具有更为优异的安全性能和倍率性能。
[0134]
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。