一种复合金属箔、复合集流体及电池的制作方法

本技术实施例涉及复合集流体，尤其涉及一种复合金属箔、复合集流体及电池。

背景技术：

1、随着新能源行业的深入发展，储能设备越来越受到行业的关注。铜箔是锂离子电池的负极集流材料，其成本占据了锂离子电池的5％-10％，锂离子电池的负极集流体要求具有较高的能量密度、较高的安全性能、较长的使用寿命以及轻量化，这也成为负极集流体的发展趋势。现有技术披露的一种新的薄膜复合铜箔，采用薄膜作为支持体，其中一侧或两侧设置金属箔。即，在薄膜的侧面生成铜箔，进而制备出复合金属箔。与传统纯金属箔相比，复合金属箔的重量实现大幅度降低，进而应用新能源电池中时，有利于提升其能量密度。

2、然而，在现有技术中的薄膜复合金属箔存在如下问题：复合金属箔作为集流体制备电池时，电池内部会产生收缩或膨胀，因此集流体需要满足一定强度的拉力，而由于金属箔与中间支撑体薄膜之间的相界面差异大，使得金属箔在薄膜上的断裂伸长率与常规金属箔集流体相比大幅降低，在使用过程中会导致断裂情况发生，使得电池内部的正负极界面发生变化，导致电池的电性能变差，同时也影响电池的安全性。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供一种复合金属箔、复合集流体及电池，以解决电池的正负极的金属箔存在断裂拉伸率不足，影响电池性能和工作寿命的问题。

2、为实现上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、本实用新型实施例提供了一种复合金属箔，包括：

4、支撑层；

5、金属层，所述金属层连接于所述支撑层的至少一侧；所述金属层开设有至少一个镂空结构，所述镂空结构的形状包括椭圆形，且所述镂空结构满足如下关系式：

6、0.03≤2π*ρ*b/a≤1.2                   (1)

7、其中，ρ为所述金属层的克重，b为椭圆形的所述镂空结构的短轴半径，a为椭圆形的所述镂空结构的长轴半径。

8、可选的，所述金属层包括至少两个镂空结构；

9、相邻所述镂空结构在所述支撑层上的正投影间隔设置；

10、至少两个所述镂空结构沿第一方向排列；

11、沿第二方向，相邻两行的所述镂空结构至少部分交错设置，以使所述金属层形成kirigami结构；其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。

12、可选的，所述金属层的克重的范围包括20～80g/m2；和/或，

13、所述支撑层的克重的范围包括20～100g/m2。

14、可选的，椭圆形的所述镂空结构的所述长轴半径与所述短轴半径之间的关系式满足：

15、1/200≤b/a≤1/3                     (2)。

16、可选的，所述复合金属箔的断裂伸长率的范围包括5％～110％。

17、可选的，所述支撑层的材料包括pet、pi或pp中的至少一种；

18、所述支撑层的厚度范围包括2μm～200μm。

19、可选的，所述支撑层的断裂伸长率范围为20％～200％。

20、可选的，所述金属层的厚度范围包括0.5μm～5μm。

21、可选的，所述支撑层的相对两侧面均连接有金属层，每一所述金属层均开设有多个所述镂空结构；

22、所述镂空结构包括通孔或盲孔。

23、可选的，沿所述支撑层的厚度方向，位于所述支撑层相对两侧的所述镂空结构在所述支撑层的正投影重合。

24、可选的，所述支撑层开设有开口，多个所述开口在所述支撑层上间隔设置。

25、可选的，所述开口的形状与所述镂空结构的形状相同；

26、沿所述支撑层的厚度方向，所述镂空结构与所述开口对应设置。

27、可选的，所述开口的孔壁设有导电部，所述导电部与所述金属层电连接。

28、根据本实用新型的另一方面，提供一种复合集流体，包括：第一方面任意项提出的复合金属箔。

29、根据本实用新型的第三方面，提供一种电池，包括：第一方面任意项提出的复合金属箔，或第二方面提出的复合集流体。

30、本实用新型实施例提供的复合金属箔包括支撑层和金属层，金属层设置于支撑层的至少一侧。通过在金属层开设有至少一个镂空结构，镂空结构的形状包括椭圆形，且镂空结构满足如下关系式：0.03≤2π*ρ*b/a≤1.2；其中，ρ为金属层的克重，b为椭圆形的镂空结构的短轴半径，a为椭圆形的镂空结构的长轴半径。这样设置在保证复合金属箔整体抗拉强度的同时，显著提高复合金属箔的韧性，从而大幅提高复合金属箔的整体断裂伸长率，解决电池的正负极的复合金属箔存在断裂拉伸率不足的问题，改善复合金属箔制得的电池的正极或负极的性能和工作寿命。

技术特征：

1.一种复合金属箔，其特征在于，包括：支撑层；金属层，所述金属层连接于所述支撑层的至少一侧；所述金属层开设有至少一个镂空结构，所述镂空结构的形状包括椭圆形，且所述镂空结构满足如下关系式：

2.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述金属层包括至少两个所述镂空结构；相邻所述镂空结构在所述支撑层上的正投影间隔设置；至少两个所述镂空结构沿第一方向排列；沿第二方向，相邻两行的所述镂空结构至少部分交错设置，以使所述金属层形成剪纸结构；其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。

3.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述金属层的克重的范围包括20～80g/m2；和/或，所述支撑层的克重的范围包括20～100g/m2。

4.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，椭圆形的所述镂空结构的所述长轴半径与所述短轴半径之间的关系式满足：

5.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述复合金属箔的断裂伸长率的范围包括5％～110％。

6.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述支撑层的材料包括pet、pi或pp中的一种；所述支撑层的厚度范围包括2μm～200μm。

7.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述支撑层的断裂伸长率范围为20％～200％。

8.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，所述金属层的厚度范围包括0.5μm～5μm。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的复合金属箔，其特征在于，所述支撑层的相对两侧面均连接有金属层，每一所述金属层均开设有多个所述镂空结构；所述镂空结构包括通孔或盲孔。

10.根据权利要求9所述的复合金属箔，其特征在于，沿所述支撑层的厚度方向，位于所述支撑层相对两侧的所述镂空结构在所述支撑层的正投影重合。

11.根据权利要求2-8或10中任一项所述的复合金属箔，其特征在于，所述支撑层开设有开口，多个所述开口在所述支撑层上间隔设置。

12.根据权利要求11所述的复合金属箔，其特征在于，所述开口的形状与所述镂空结构的形状相同；沿所述支撑层的厚度方向，所述镂空结构与所述开口对应设置。

13.根据权利要求11所述的复合金属箔，其特征在于，所述开口的孔壁设有导电部，所述导电部与所述金属层电连接。

14.一种复合集流体，其特征在于，包括：权利要求1-13中任一项所述的复合金属箔。

15.一种电池，其特征在于，包括：权利要求1-13中任一项所述的复合金属箔，或权利要求14所述的复合集流体。

技术总结本技术实施例公开一种复合金属箔、复合集流体及电池。该复合金属箔包括支撑层和金属层，金属层连接于支撑层的至少一侧；金属层开设有至少一个镂空结构，镂空结构的形状包括椭圆形，且镂空结构满足如下关系式：0.03≤2π*ρ*b/a≤1.2，其中，ρ为所述金属层的克重，b为椭圆形的所述镂空结构的短轴半径，a为椭圆形的所述镂空结构的长轴半径。本技术实施例提供的技术方案解决了电池的正负极的复合金属箔存在断裂拉伸率不足，影响电池的性能和工作寿命的问题。技术研发人员：张美娟,苏陟,徐煦源受保护的技术使用者：广州方邦电子股份有限公司技术研发日：20231023技术公布日：2024/7/25