本實用新型涉及電池領(lǐng)域，特別是涉及一種集流體及電池。
背景技術(shù)：
：目前，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備、移動電源、電子煙、各種數(shù)碼產(chǎn)品、電動工具、動力、儲能等領(lǐng)域，其市場應(yīng)用廣、潛力大。隨著鋰離子電池的應(yīng)用日益廣泛，電池能量密度越來越高、電池容量越來越大，安全性能成為更為突出的問題。在提高電池安全性能方面，有多種技術(shù)方法和路線，包括正極材料的改進、負極材料的改進、電解液添加劑的改進、電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、加工制作的控制及改進等。這些改進方法可能改變離子電池的電化學(xué)體系，改進難度相對較大，且風(fēng)險較高。技術(shù)實現(xiàn)要素：基于此，有必要提供一種集流體及電池，能夠在不改變電池的電化學(xué)體系的前提下，提高電池的安全性。一種集流體，其包括金屬箔及覆蓋于所述金屬箔一表面的絕緣樹脂保護層，所述絕緣樹脂保護層內(nèi)嵌有若干納米級無定形碳管，其中在常溫下，任意相鄰的兩個所述納米級無定形碳管相接觸。在其中一個實施例中，所述金屬箔為鋁箔、銅箔、鈦箔、鈦合金箔或鎳箔。在其中一個實施例中，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為1.5μm～45.6μm。在其中一個實施例中，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為1.5μm～18.8μm。在其中一個實施例中，所述納米級無定形碳管在所述絕緣樹脂保護層內(nèi)均勻分布。在其中一個實施例中，還包括石墨烯層。在其中一個實施例中，所述石墨烯層覆蓋于所述金屬箔遠離所述絕緣樹脂保護層的另一表面。在其中一個實施例中，所述石墨烯層設(shè)置于所述金屬箔及所述絕緣樹脂保護層之間。一種電池，包括正極，負極和電解液，所述正極包括正極集流體和正極活性物質(zhì)，所述負極包括負極集流體，所述正極集流體和所述負極集流體中至少一個為如上述任一項所述的集流體。在其中一個實施例中，所述正極集流體為如上述任一項所述的集流體，所述絕緣樹脂保護層設(shè)置于所述金屬箔靠近所述正極活性物質(zhì)的一表面。上述集流體及電池，無需對電池的正極材料、負極材料、電解液添加劑或電池結(jié)構(gòu)進行復(fù)雜的優(yōu)化設(shè)計，無需改變離子電池的電化學(xué)體系，改進難度相對較小，風(fēng)險較低，同時具有良好的安全性能，因此具有較強的工業(yè)實用性。附圖說明圖1為本實用新型一實施例的集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本實用新型另一實施例的集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為本實用新型又一實施例的集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2c為本實用新型又一實施例的集流體的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。例如，一種集流體，其包括金屬箔及覆蓋于所述金屬箔一表面的絕緣樹脂保護層，所述絕緣樹脂保護層內(nèi)嵌有若干納米級無定形碳管，其中所述納米級無定形碳管在所述絕緣樹脂保護層內(nèi)均勻分布。為了進一步說明上述集流體，一個例子是，如圖1所示，集流體100包括金屬箔110及絕緣樹脂保護層120，其中絕緣樹脂保護層覆蓋于金屬箔的一表面，并且絕緣樹脂保護層內(nèi)嵌有若干納米級無定形碳管121，其中在常溫下，任意相鄰的兩個所述納米級無定形碳管相接觸，使常溫下絕緣樹脂保護層能夠?qū)щ?。例如，所述集流體在常溫下絕緣樹脂保護層中的任意相鄰的兩個所述納米級無定形碳管相接觸設(shè)置，當(dāng)電池溫度升高，超出安全溫度范圍時，絕緣樹脂保護層受熱膨脹，嵌在絕緣樹脂保護層中的納米級無定形碳管不再緊密接觸，使得集流體的內(nèi)阻急劇增大，切斷電流，能夠防止電池進一步產(chǎn)生熱量。能夠理解，常溫是指一般溫度或者通常叫室溫，例如，所述常溫是指10℃～40℃，又如，所述常溫是指15℃～30℃，又如，所述常溫是指25℃。作為一種實施方式，若干納米級無定形碳管為一層，該納米級無定形碳管與金屬箔相接觸。作為一種實施方式，若干納米級無定形碳管為至少兩層，其中一層納米級無定形碳管與金屬箔相接觸。例如，至少在常溫下，一層納米級無定形碳管與金屬箔相接觸。這樣，在常溫下，集流體的內(nèi)阻較小，能夠?qū)㈦姵鼗钚晕镔|(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來，形成較大的電流對外輸出。其中，上述金屬箔為鋁箔、銅箔、鈦箔、鈦合金箔或鎳箔。例如，當(dāng)上述集流體為正極集流體時，上述金屬箔為鋁箔、鈦箔或鈦合金箔，當(dāng)上述集流體為負極集流體時，上述金屬箔為銅箔或鎳箔。又如，當(dāng)上述集流體為正極集流體時，上述金屬箔為鈦箔或鈦合金箔，由于鈦箔或鈦合金箔的抗氧化能力強、熔點高、強度大，因此使用鈦箔或鈦合金箔時，厚度比鋁箔小，能夠減小電池的厚度，而且采用鈦箔或鈦合金箔的電池在高電壓下自放電小，能夠延長電池的使用壽命。本實施例中，將納米級無定形碳管和等規(guī)聚丙烯樹脂與金屬箔復(fù)合，制成集流體，可以在電池發(fā)熱時，使集流體的內(nèi)阻急劇升高，切斷電流，防止電池進一步產(chǎn)生熱量，從而提高電池的安全性能。其中，經(jīng)過測試，上述集流體，在溫度達到90～100℃時內(nèi)阻能急劇升高到常溫時的104～105倍，能有效提高電池的安全性能。采用上述集流體，無需對電池的正極材料、負極材料、電解液添加劑或電池結(jié)構(gòu)進行復(fù)雜的優(yōu)化設(shè)計，無需改變離子電池的電化學(xué)體系，改進難度相對較小，風(fēng)險較低，同時具有良好的安全性能，因此具有較強的工業(yè)實用性。在一個實施例中，絕緣樹脂保護層為熱塑性絕緣樹脂保護層。例如，絕緣樹脂保護層為等規(guī)聚丙烯樹脂保護層，等規(guī)聚丙烯樹脂具有較好的電絕緣性和熱塑性，能夠在電池發(fā)熱時軟化膨脹，使納米級無定形碳管分離，增加集流體的內(nèi)阻，還能夠在電池溫度下降溫后恢復(fù)原狀，使納米級無定形碳管接觸，恢復(fù)集流體的導(dǎo)電性。而且等規(guī)聚丙烯樹脂熔點高、耐熱、耐腐蝕，能夠抵抗電池中電解液的腐蝕。在一個實施例中，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為1.5μm～45.6μm。例如，為了減小電池的厚度，使電池實現(xiàn)輕薄化，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為1.5μm～18.8μm。又如，由于納米級無定形碳管具有良好的導(dǎo)電性，為了加強常溫時集流體的導(dǎo)電性，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為29.8μm～45.6μm。又如，所述聚丙絕緣樹脂保護層的厚度為20.6μm，既能加強集流體在常溫下的導(dǎo)電性，又能減小電池的厚度。在一個實施例中，所述納米級無定形碳管在所述絕緣樹脂保護層內(nèi)均勻分布。又如，所述納米級無定形碳管在所述絕緣樹脂保護層內(nèi)形成若干碳管層，每一碳管層中納米級無定形碳管的均勻分布。又如，各碳管層的厚度根據(jù)碳管層與金屬箔的距離成順序遞減設(shè)置。又如，各碳管層的厚度順序減小設(shè)置，其中靠近金屬箔的碳管層的厚度最大。在一個實施例中，為了增強常溫下集流體的導(dǎo)電性能，所述集流體還包括石墨烯層130。例如，如圖2a所示，石墨烯層覆蓋于所述金屬箔遠離所述絕緣樹脂保護層的另一表面。又如，如圖2b所示，石墨烯層設(shè)置于所述金屬箔及所述絕緣樹脂保護層之間。又如，如圖2c所示，石墨烯層覆蓋于所述絕緣樹脂保護層遠離所述金屬箔的一表面，其中所述石墨烯層與絕緣樹脂保護層中的一層納米級無定形碳管相接觸。在一個實施例中，所述石墨烯層的厚度為1.2nm至3.7μm。這樣，既能保證良好的導(dǎo)電效果，又不至于過分增加集流體的厚度。例如，石墨烯層的厚度為2.4μm～3.1μm。本發(fā)明實施例還公開了一種電池，該電池包括正極，負極和電解液，所述正極包括正極集流體和正極活性物質(zhì)，所述負極包括負極集流體，其中，所述正極集流體和所述負極集流體中至少一個為如上述任一實施例所述的集流體。其中，正極活性物質(zhì)用于參與電化學(xué)反應(yīng)，能夠可逆性地脫出/嵌入離子。所述電解液包括至少一種能夠溶解電解質(zhì)并使所述電解質(zhì)電離的溶劑；所述電解質(zhì)能夠電離出至少一種充放電過程中在所述負極發(fā)生還原-沉積和氧化-溶解的活性離子。在一個實施例中，所述正極集流體為如如上述任一實施例所述的集流體100，所述絕緣樹脂保護層設(shè)置于所述金屬箔靠近所述正極活性物質(zhì)的一表面。在一個實施例中，所述正極集流體的金屬箔為鋁箔、鈦箔或鈦合金箔，所述負極集流體的金屬箔為銅箔或鎳箔。上述電池，采用了將納米級無定形碳管和等規(guī)聚丙烯樹脂與金屬箔復(fù)合得到的集流體，可以在電池發(fā)熱時，使集流體的內(nèi)阻急劇升高，切斷電流，防止電池進一步產(chǎn)生熱量，從而提高電池的安全性能。其中，經(jīng)過測試，上述集流體，在溫度達到90～100℃時內(nèi)阻能急劇升高到常溫時的104～105倍，能有效提高電池的安全性能。以下結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步的闡述。實施例1在厚度為12μm的鋁箔上制備6μm厚的絕緣樹脂保護層，形成正極集流體A1。在厚度為9μm的銅箔上制備5μm厚的絕緣樹脂保護層，形成負極集流體B1。其中，正極集流體和負極集流體的絕緣樹脂保護層內(nèi)均嵌有若干納米級無定形碳管。用正極集流體A1和負極集流體B1制備得到電池C1。對比例1與實施例1所不同的是，用12μm厚的鋁箔作為正極集流體A2，用9μm的銅箔作為負極集流體B2，其他與實施例1相同。用正極集流體A2和負極集流體B2制備得到電池C2。分別針對電池C1以及電池C2進行短路、過充、熱箱、針刺、以及重物沖擊等測試。在1000只電池中抽檢100只，統(tǒng)計其抽檢合格率，統(tǒng)計結(jié)果見表1。C1C2短路(55±2℃，滿電，UL標準)100％80％過充(放到3V再做，3C5V)100％100％熱箱(滿電，130℃，1小時)100％100％針刺(滿電，3mm，100m/s速度)100％80％重物沖擊(滿電，UL標準)100％60％重物沖擊(滿電，1m，10kg)100％40％表1從表1可以看出，采用正極集流體A1和負極集流體B1的電池C1，在短路、針刺、重物沖擊等測試中，其抽檢合格率遠大于用正極集流體A2和負極集流體B2的電池C2。這說明本實用新型所提供的電池隔膜，能夠有效提高電池的安全性能。以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。當(dāng)前第1頁1 2 3