1.本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种柔性集流体、极片、电化学装置、电动汽车及电子产品。
背景技术：2.锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、循环寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费电子类产品中。然而，近年来，因锂离子电池着火或者爆炸而引发的安全事故层出不穷，严重危害了人们的正常生活。因此，锂离子电池的安全问题引起了科研工作者的广泛重视。
3.许多实验结果表明，电池内短路所引起的局部温度暴增是锂离子电池着火以及爆炸的元凶。为了避免电池内部发生内短路，科研工作者尝试了众多解决方案，其中，改善集流体的结构设计被认为是一种很有效的方案。
4.目前已有报道在pptc(聚合物基正温度系数材料)材料层承载金属层，金属层用于承载电极活性材料层，且金属层位于至少一个表面上的新型集流体结构。此种结构的新型集流体，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。然而，由于此种新型集流体的导电层和绝缘层分别是金属和高分子聚合物，在加工过程中，导电层容易从绝缘层上脱落，从而影响了该集流体的可靠性以及使用寿命。虽然可以通过在绝缘层的表面上溅射一层打底层(ni、cr等金属或者tan等化合物)，但是这样做提高了整个集流体的制造成本以及提高了工艺的复杂度。其次也可以通过在绝缘层的的厚度方向上使用激光打孔来提高剥离强度，但是，激光打孔将会造成两个不利影响。其一，激光打孔会大大增加制造成本，所以对于此种新型集流体的推广使用是不利的；其二，激光打孔还会破坏高分子绝缘层的连续性以及增加其脆性，使此种新型集流体的拉伸强度和加工性降低。
技术实现要素：5.因此，有必要提供一种低成本、高剥离强度的集流体。为达到该目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.本实用新型可提供一种柔性集流体，包括辅助层和功能层，所述功能层位于所述辅助层的至少一个表面上；所述辅助层的表面是粗糙的，粗糙度范围在25～2000nm之间。
7.这里，当粗糙度的范围大于2μm，就可能超过功能层的厚度了，就没有意义了，太大就不能起到锚定的作用了。而当粗糙度的范围过小，小于25nm，也很难起到锚定的作用。
8.进一步地，所述功能层位于所述辅助层的两个表面上。
9.进一步地，所述辅助层表面粗糙度的范围在25～800nm之间，例如可以优选为25～200nm、25～160nm、25～130nm、25～100nm、25～80nm、25～50nm。
10.进一步地，所述辅助层的厚度为4～12μm之间，例如可以优选为4～10μm、4～6μm、4～5μm、4～4.8μm、3～6μm。
11.进一步地，所述功能层的厚度为0.1～5μm，例如可以优选为0.1～3μm、0.1～2μm、0.1～1μm、0.5～3μm、1～2μm。
12.这里，功能层相比较现有技术金属导电层的厚度减少(6μm减小到2μm)，降低了产生金属毛刺的几率，从而降低了短路风险。
13.进一步地，所述辅助层的孔隙率在2～80％之间，例如可以优选为2～60％、2～50％、2～40％、2～35％、2～30％、30～60％、40％～50％。
14.进一步地，所述辅助层的孔径在1～100nm之间，例如可以优选为1～40nm、1～35nm、1～30nm、30～40nm。
15.进一步地，所述柔性集流体中所述辅助层与功能层间的剥离强度为225～1100n/m之间，例如可以优选为225～990n/m、225～900n/m、225～880n/m、225～810n/m、225～720n/m、225～550n/m、225～450n/m、225～330n/m、225～320n/m、225～280n/m、225～270n/m。
16.本实用新型还可提供一种极片，包括上述任一种柔性集流体和形成于所述柔性集流体表面的电极活性材料层。
17.本实用新型还可提供一种电化学装置，包括正极极片、隔膜、电解液和负极极片，所述正极极片和/或负极极片为上述提供的极片。
18.本实用新型还可提供一种电动汽车，包括上述提供的电化学装置。
19.本实用新型还可提供一种电子产品，包括上述提供的电化学装置。
20.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
21.(1)本实用新型制备的柔性集流体，在过冲以及短路引起的温度升高阶段，将导致辅助层熔断或者鼓胀，功能层变得不连续，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；
22.(2)本实用新型制备的柔性集流体，可以使功能层相比较现有技术金属导电层的厚度减少(6μm减小到2μm)，降低了产生金属毛刺的几率，从而降低了短路风险；
23.(3)本实用新型制备的柔性集流体重量轻，可以提高电池的重量能量密度(集流体重量减轻了128.57％，按照pet-1.40g/cm3；cu-8.96g/cm3计算)；
24.(4)本实用新型制备的柔性集流体，可以在控制成本的前提下，提高辅助层和功能层之间的剥离强度，从而提高此种柔性集流体的可靠性以及使用寿命。
附图说明
25.图1为本实用新型具体实施中的一种复合集流体的结构示意图；
26.图2为本实用新型具体实施中的另一种复合集流体的结构示意图；
27.元件标号说明
28.1、辅助层
29.2、功能层
30.3、微孔
具体实施方式
31.以下对本实用新型的具体实施方式结合附图进行详细说明。应当理解的是，此处
所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
32.本实用新型具体实施方式公开了一种制备柔性集流体(如图1及2)的方法，包括如下步骤：
33.s1、一步法合成表面粗糙的辅助层1；
34.这里，辅助层即具体实施例1～13中所说的多孔高分子薄膜，如聚乙烯薄膜。
35.这里，一步法是指通过热致相分离法来制备出表面粗糙且孔高孔隙率的高分子薄膜。其机理是基于聚合物-稀释剂二元体系的高温相容、低温分相的原理形成微孔，即在高温下将聚合物溶解于稀释剂(溶剂)中，通过降温驱动体系发生固/液相分离或液/液相分离，再脱除稀释剂(非溶剂或成孔剂)，并拉伸扩孔后制得表面粗糙的聚合物微孔膜。
36.s2、在粗糙的辅助层1表面上通过气相沉积法形成功能层2。
37.这里，所述气相沉积法为物理气相沉积法或化学气相沉积法。
38.具体的，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。
39.优选的，所述溅射法为磁控溅射法。
40.这里，功能层即为下述所说的导电层。
41.进一步地，还可以在s2形成的导电层表面进行电镀，进一步增加导电层的厚度，从而降低柔性集流体的方块电阻。
42.这里，s2形成的导电层+电镀层的总体视为上述本发明所说的功能层2。
43.这里，所述电镀方法为化学镀、离子镀等方法。
44.本实用新型具体实施方式提供一种柔性集流体，包括辅助层和功能层，所述功能层位于所述辅助层的至少一个表面上；所述辅助层的表面是粗糙的，粗糙度范围在25～2000nm之间。
45.这里，当粗糙度的范围大于2μm，就可能超过功能层的厚度了，就没有意义了，太大就不能起到锚定的作用了。而当粗糙度的范围过小，小于25nm，也很难起到锚定的作用。
46.进一步地，所述辅助层的材料选自聚酰胺(polyamide，简称pa)、聚对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，简称pet)、聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、聚乙烯(polyethylene，简称pe)、聚丙烯(polypropylene，简称pp)、聚苯乙烯(polystyrene，简称ps)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，简称pvc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene copolymers，简称abs)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalat，简称pbt)、聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenylene terephthamide，简称ppa)、环氧树脂(epoxy resin)、聚甲醛(polyformaldehyde，简称pom)、酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin)、聚丙乙烯(简称ppe)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简称ptfe)、硅橡胶(silicone rubber)、聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride，简称pvdf)、聚碳酸酯(polycarbonate，简称pc)中的至少一种。
47.进一步地，所述功能层的材料选自金属导电材料、碳基导电材料中的至少一种；所述金属导电材料优选铝、铜、镍、钛、银、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种，所述碳基导电材料优选石墨、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管中的至少一种。
48.进一步地，所述功能层位于所述辅助层的两个表面上。
49.进一步地，所述辅助层表面粗糙度的范围在25～800nm之间，例如可以优选为25～
200nm、25～160nm、25～130nm、25～100nm、25～80nm、25～50nm。
50.进一步地，所述辅助层的厚度为4～12μm之间，例如可以优选为4～10μm、4～6μm、4～5μm、4～4.8μm、3～6μm。
51.进一步地，所述功能层的厚度为0.1～5μm，例如可以优选为0.1～3μm、0.1～2μm、0.1～1μm、0.5～3μm、1～2μm。
52.进一步地，所述辅助层的孔隙率在2～80％之间，例如可以优选为2～60％、2～50％、2～40％、2～35％、2～30％、30～60％、40％～50％。
53.进一步地，所述辅助层的孔径在1～100nm之间，例如可以优选为1～40nm、1～35nm、1～30nm、30～40nm。
54.进一步地，所述柔性集流体中所述辅助层与功能层间的剥离强度为225～1100n/m之间，例如可以优选为225～990n/m、225～900n/m、225～880n/m、225～810n/m、225～720n/m、225～550n/m、225～450n/m、225～330n/m、225～320n/m、225～280n/m、225～270n/m。
55.本实用新型具体实施方式还可提供一种极片，包括上述任一种柔性集流体和形成于所述柔性集流体表面的电极活性材料层。
56.本实用新型具体实施方式还可提供一种电化学装置，包括正极极片、隔膜、电解液和负极极片，所述正极极片和/或负极极片为上述提供的极片。
57.本实用新型具体实施方式还可提供一种电动汽车，包括上述提供的电化学装置。
58.本实用新型具体实施方式还可提供一种电子产品，包括上述提供的电化学装置。
59.以下将通过具体实施例对本实用新型进行详细描述。
60.在以下实施例和对比例中，相关数据按照如下方法测定：
61.厚度
62.采用测厚仪，打开主电源，按测试要求设定好修正系数；将样品放置测试台上，下压探针，使其与样品接触良好，读取厚度结果。
63.孔隙率
64.采用压水孔径测试法，其测试原理：使用水或其他非亲和性液体测试样品孔结构。隔膜可用水测试，水在压力作用下被挤入孔道内，挤入不同孔径的水对应的压力遵循washburn方程，可计算出孔参数。具体操作为取一块大小合适的隔膜(一般质量在0.6g～1g即可)称取质量，量取面积大小，记录质量、面积备用。计算样品密度：样品密度＝样块质量除以面积除以厚度。将测试的小杯和基膜都放入水槽中，先在水槽中将基膜表面的气泡除去，然后在水下将基膜塞入小杯中，放置待检。
65.孔径
66.采用窄孔径测试法，其测试原理：基于气液排驱技术分析孔径，将样品完全润湿，后用不与浸润液和样品反应的气体对样品孔道内的浸润液进行挤压。随着压力增加，越来越多的通孔逐渐被从大到小依次排空。通过气体的压力和流量的变化关系，可得聚合物薄膜的孔径分布数据。通常该仪器测量的是孔喉(通孔内最窄的部分)的直径。具体操作为将薄膜用两张a4纸夹住，裁成如图所示小铁片大小备用，将铁片，纱布，样品薄膜和胶圈依次放入夹具中，然后放入样品池中，旋紧样品池盖，将导气管插入样品池盖的进气孔。
67.粗糙度
68.干涉显微镜法：利用光波干涉原理,将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示
出来，并利用放大倍数高的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。这种方法适用于测量粗糙度范围在0.025～0.8μm。
69.(5)剥离强度
70.a.将50mm*19mm(长*宽)的3m双面胶带贴于钢板的上端。
71.b.将待测隔膜的涂布面贴于胶带上，隔膜应平行于钢板。
72.c.将钢板的下端固定在下夹具上，将未贴胶带一端的待测隔膜夹于上夹具中。
73.d.按规定试验条件，按照拉伸试验机操作规定开动试验机，进行试验。
74.e.试样剥离后，读取最大剥离强度。
75.f.按以上步骤测试所有待测样品。
76.实施例1
77.通过热致相分离法制备表面粗糙度为50nm、孔隙率30％、孔径30nm、厚度4.8μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上0.1μm厚的铜层2，然后再电镀上900nm的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
78.实施例2
79.将实施例1中聚乙烯薄膜1的孔隙率调整为35％，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
80.实施例3
81.将实施例2中聚乙烯薄膜1的孔隙率调整为40％，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
82.实施例4
83.通过热致相分离法制备表面粗糙度为80nm、孔隙率50％、孔径30nm、厚度4.8μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上0.1μm厚的铜层2，然后再电镀上900nm的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
84.实施例5
85.将实施例4中聚乙烯薄膜1的孔径调整为35nm，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
86.实施例6
87.将实施例5中聚乙烯薄膜1的孔径调整为40nm，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
88.实施例7
89.通过热致相分离法制备表面粗糙度为100nm、孔隙率60％、孔径40nm、厚度4.8μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上0.1μm厚的铜层2，然后再电镀上900nm的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
90.实施例8
91.将实施例5中聚乙烯薄膜1的粗糙度调整为130nm，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
92.实施例9
93.将实施例5中聚乙烯薄膜1的粗糙度调整为160nm，其余不变，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
94.实施例10
95.通过热致相分离法制备表面粗糙度为200nm、孔隙率60％、孔径40nm、厚度4μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上0.5μm厚的铜层2，然后再电镀上1500nm的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
96.实施例11
97.通过热致相分离法制备表面粗糙度为25nm、孔隙率2％、孔径1nm、厚度12μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上0.1μm厚的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
98.实施例12
99.通过热致相分离法制备表面粗糙度为800nm、孔隙率80％、孔径100nm、厚度10μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上1μm厚的铜层2，然后再电镀上4000nm的铜层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铜层2间的剥离强度如表1。
100.实施例13
101.通过热致相分离法制备表面粗糙度为200nm、孔隙率60％、孔径40nm、厚度6μm的聚乙烯薄膜1，在其一个表面上真空蒸镀上2μm厚的铝层2，测试聚乙烯薄膜1表面与铝层2间的剥离强度如表1。
102.对比例1
103.采用厚度为4.8μm、表面光滑且结构密实的双向拉伸聚丙烯bopp材料，测试其表面粗糙度《25nm，在其一个表面上真空蒸镀上0.1μm厚的铜层，然后再电镀上900nm的铜层，测试双向拉伸聚丙烯bopp材料表面与铜层间的剥离强度如表1。
104.对比例2
105.采用厚度为6μm、表面光滑且结构密实的双向拉伸聚丙烯bopp材料，测试其表面粗糙度为《25nm，在其一个表面上真空蒸镀上2μm厚的铝层，测试双向拉伸聚丙烯bopp材料表面与铝层间的剥离强度如表1。
106.表1实施例1～8与对比例1～2测试参数及性能对照表
[0107][0108][0109]
以上涉及到公知常识的内容不作详细描述，本领域的技术人员能够理解。
[0110]
以上所述仅为本实用新型的一些具体实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
