(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111583479.2 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 上海恩捷新材料科技有限公司 地址 201399 上海市浦东 新区南芦公路15 5 号 (72)发明人 庄志　刘洋　蔡裕宏　郭桂略　 虞少波　李恒　程跃　 (74)专利代理 机构 上海恒锐佳知识产权代理事 务所(普通 合伙) 31286 代理人 黄海霞 (51)Int.Cl. H01M 4/66(2006.01) H01M 4/04(2006.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 复合集流体及其制备方法、 其极片和电池 (57)摘要 本发明涉及电池 领域， 具体公开了一种复合 集流体， 包括绝缘层和导电层， 所述绝缘层用于 承载所述导电层； 所述导电层用于承 载电极活性 材料， 且所述导电层位于所述绝缘层的至少一个 表面上； 所述绝缘层的表面是粗糙的， 且含有毛 刺。 通过反应离子刻蚀(RIE)的方式制备出的复 合集流体， 无需激光打孔， 可以降低成本， 可靠性 将提高， 使用寿命将延长。 且其在过冲以及短路 引起的温度升高阶段， 将导致绝缘层熔断或者鼓 胀， 导电层变得不连续， 所以电阻迅速增大， 电流 迅速降低， 抑制了焦耳热的产生， 从而可 以有效 降低电池内短路所引起的局部温度暴增， 降低锂 离子电池着火以及爆炸方面的风险。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114284504 A 2022.04.05 CN 114284504 A 1.一种复合集流体， 其特征在于： 包括绝缘层和导电层， 所述绝缘层用于承载所述导电 层； 所述导电层用于承载电极活性材料， 且所述导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上； 所述绝缘层的表面是粗 糙的， 且含有毛刺。 2.根据权利要求1所述的复合集流体， 其特征在于： 所述绝缘层的材料选自聚酰胺、 聚 对苯二甲酸酯、 聚酰亚胺、 聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 聚氯乙烯、 丙烯腈 ‑丁二烯‑苯乙烯共 聚物、 聚对苯二甲酸丁二醇酯、 聚对苯二甲酰对苯二胺、 环氧树脂、 聚甲醛、 酚醛树脂、 聚丙 乙烯、 聚四氟乙烯、 硅 橡胶、 聚偏氟乙烯、 聚碳 酸酯中的至少一种。 3.根据权利要求1所述的复合集流体， 其特征在于： 所述导电层的材料选自金属导电材 料、 碳基导电材 料中的至少一种。 4.根据权利要求1所述的复合集流体， 其特征在于： 所述毛刺的尺寸范围在25～500nm 之间。 5.根据权利要求1所述的复合集流体， 其特征在于： 所述毛刺的结构为远离绝缘层表面 的一端比与绝 缘层表面接触的一端粗， 且其是弯折的。 6.根据权利要求1所述的复合集流体， 其特征在于： 所述复合集流体的剥离强度为 180N/m以上。 7.根据权利要求3所述的复合集流体， 其特征在于： 所述金属导电材料选自铝、 铜、 镍、 钛、 银、 镍铜合金、 铝锆合金中的至少一种。 8.根据权利要求4所述的复合集流体， 其特征在于： 所述毛刺的尺寸范围在30～130nm 之间。 9.根据权利要求6所述的复合集流体， 其特征在于： 所述复合集流体的剥离强度为 450N/m以上。 10.一种复合集流体， 其特征在于： 包括绝缘层、 导电层和电镀层， 所述绝缘层用于承载 所述导电层； 所述导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上； 所述电镀层用于承载电极活 性材料， 且所述电镀层位于所述导电层远离绝缘层的另一侧上和/或所述绝缘层远离导电 层的另一侧上； 所述 绝缘层的表面是粗 糙的， 且含有毛刺。 11.根据权利要求10所述的复合集流体， 其特征在于： 所述导电层或电镀层的材料选自 铝、 铜、 镍、 钛、 银、 镍铜合金、 铝锆合金中的至少一种。 12.一种复合 集流体的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)通过反应离 子刻蚀法， 在绝 缘层的表面上 形成毛刺状微结构； (2)在长有 毛刺的绝 缘层的至少一个表面上通过气相沉积或化学镀法形成导电层。 13.根据权利要求12所述的复合集流体的制备方法， 其特征在于： 步骤(2)中的气相沉 积法为物理气相沉积法或化学气相沉积法； 所述物理气相沉积法为真空蒸镀法、 热蒸发法、 电子束蒸发法、 溅射法中的至少一种。 14.根据权利要求12所述的复合集流体的制备方法， 其特征在于： 所述反应离子刻蚀时 的功率控制在10～ 200W之间。 15.根据权利要求12所述的复合集流体的制备方法， 其特征在于： 所述反应离子刻蚀时 的反应时间控制在10～120s之间。 16.根据权利要求12所述的复合集流体的制备方法， 其特征在于： 所述反应离子刻蚀时 的反应离子的种类为氧、 氦、 氩、 氪、 氨、 一氧化二氮、 二氧化碳、 四氟化碳中的一种或两种以权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114284504 A 2上的气体混合物。 17.一种复合 集流体的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)通过反应离 子刻蚀法， 在绝 缘层的表面上 形成毛刺状微结构； (2)在长有 毛刺的绝 缘层的至少一个表面上通过气相沉积或化学镀法形成导电层； (3)在所述导电层远离绝缘层的另一侧上和/或所述绝缘层远离导电层的另一侧上进 行电镀形成电镀层。 18.根据权利要求17所述的复合集流体的制备方法， 其特征在于： 所述电镀为化学镀、 离子镀中的至少一种。 19.一种极片， 其特征在于： 包括权利要求1～11中任一权利要求所述的复合集流体和 形成于所述复合 集流体表面的电极活性材 料层。 20.一种电池， 包括正极极片、 隔膜和负极极片， 其特征在于： 所述正极极片和/或负极 极片为权利要求19中所述的极片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114284504 A 3