一种基于石墨烯涂层的电池极耳制造技术

本实用新型专利技术属于新能源电池技术领域，公开了一种基于石墨烯涂层的电池极耳，设置有极耳，极耳的上端面喷涂有石墨烯涂层；极耳的前端为使用端，极耳的尾端为焊接端，焊接端的下端插装在电池极片内部；焊接端与极片的接触长度为1mm‑30mm，在距离焊接端0.5mm‑5mm的区域内分别设置有一排对称的中空圆孔。中空圆孔减小极耳的横截面积，在电流超过安全要求时，极耳融断，起到保护电池作用，避免因为承载电流过大而造成的安全事故。利用石墨烯的优异导电性，将石墨烯涂层喷涂在极耳金属层上面，石墨烯涂层具有优异的导电性，可以有效降低极耳的阻抗，提高电池极耳的导电性，有利于承载大电流。

A kind of battery polar ear based on graphene coating

The utility model belongs to the technical field of new energy battery, and discloses a kind of battery polar ear based on graphene coating. It is set with polar ear, and the upper end face of the polar ear is sprayed with graphene coating; the front end of the pole is used, the end of the pole is the welding end, the lower end of the welding end is inserted inside the battery pole, and the welding end and the pole piece are inserted. The contact length is 1mm 30mm, and a row of symmetrical hollow circular holes are respectively arranged in the area of 0.5mm 5mm from the welding end. The hollow circular hole reduces the cross section of the pole ear. When the current exceeds the safety requirements, the pole ear melts and plays the role of protecting the battery to avoid the safety accidents caused by the excessive load current. Using the excellent conductivity of graphene, the graphene coating is sprayed on the metal layer of the polar ear. The graphene coating has excellent conductivity. It can effectively reduce the impedance of the polar ear, improve the electrical conductivity of the battery and is beneficial to the carrying of large current.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯涂层的电池极耳
本技术属于新能源电池
，尤其涉及一种基于石墨烯涂层的电池极耳。
技术介绍
随着科技的发展，煤、石油、天燃气等不可再生资源不断被新能源电池所代替，如锂离子电池、钠离子电池、铝离子电池等。这种新能源电池，都是通过将化学能转化为电能的储能装置，且根据市场的发展需求和电池的结构发展，越来越多的新能源电池开始朝着更高容量，更快充电时间，更高输出功率的方向发展。这就要求，电池能承受的更高的充放电电流，但是随着充放电电流的提升，虽然电池的充电时间缩短了，输出功率更大，但是随之而来的电池安全性能降低。极耳作为电池与外界传输的载体，其导电性的大小直接影响到可承载电流的大小以及使用过程中产生热量的大小。常见的极耳材料有：铝、镍、铜镀镍等，这种金属材料的电阻依然比较大。为了增加极耳的负载电流能力，目前常见的做法有，增加极耳的宽度或者厚度，但是极耳的宽度增加了，会造成电芯卷绕是的直接增大，电芯的容量降低。另外，极耳的厚度加厚了，会造成极耳虚焊，增加了电芯的电阻。有中国技术专利CN104701481A提出一种《锂离子电池极耳及其制备方法》中，技术者描述了使用磁控溅射法将碳粉溅射到极耳上从而在极耳金属上形成一层碳层的极耳结构，这种技术可以有效提高极耳和集流体的导电性能，从而提高电池的倍率循环性能。但是，这种工艺技术，工艺复杂，生产周期长，制造成本高，不适于工业化应用。为了实现更高电流从承载，现在的技术解决方法是加宽极耳或者加厚极耳，但是极耳的宽度增加了，会造成电芯卷绕是的直接增大，电芯的容量降低。极耳的厚度加厚了，会造成极耳虚焊，增加了电芯的电阻。现有的工艺技术效果不佳，且成本较高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于石墨烯涂层的电池极耳。本技术是这样实现的，该基于石墨烯涂层的电池极耳设置有极耳，所述极耳的上端面使用喷涂的方法，喷涂有石墨烯涂层；极耳的前端为使用端，极耳的尾端为焊接端，所述焊接端的下端插装在电池极片内部，通过激光焊接的方法于固定在极片上；焊接端与极片的接触长度为1mm-30mm，在距离焊接端0.5mm-5mm的区域内分别设置有一排对称的中空圆孔。进一步，所述石墨烯涂层的厚度为0.1um-10um。进一步，所述中空圆孔根据极耳的中轴线可以是二等分、三等分、四等分、五等分、六等分或者更多等分；中空圆孔半径为0.01mm-1mm，每个孔洞间距根据不同的极耳宽度和等分的多少而设置。本技术的优点及积极效果为：中空圆孔的设置，减小极耳的横截面积，在电流超过安全要求时，极耳融断，起到保护电池作用，避免因为承载电流过大而造成的安全事故。利用石墨烯的优异导电性，将石墨烯涂层喷涂在极耳金属层上面，石墨烯涂层具有优异的导电性，可以有效降低极耳的阻抗，提高电池极耳的导电性，有利于承载大电流。同时，得益于石墨烯涂层优良的导电性，极耳金属材料可以做的更薄，更有利于焊机，减少因为极耳虚焊而造成的电池阻抗过大的现象，从而提高整个电池的循环性和倍率性，更有利于实现快速充放电和高功率输出工作。另外，由于石墨烯具有一定是疏水性和遮蔽性，得益于石墨烯的二维片层结构，同时使得涂层中石墨烯片层之间相互遮挡形象迷宫效应，有效地将水和氧分子等腐蚀因子阻挡在外，使得极耳金属材料本身的防腐性能得到提高。附图说明图1是本技术实施例提供的基于石墨烯涂层的极耳截面图；图2是本技术实施例提供的基于石墨烯涂层的极耳结构平面图；图中：1、极耳；2、石墨烯涂层；3、电池极片；4、焊接端；5、中空圆孔；6、使用端。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于石墨烯涂层的电池极耳设置有极耳1，所述极耳1的上端面喷涂有石墨烯涂层2；极耳1的前端为使用端6，极耳1的尾端为焊接端4，所述焊接端4的下端插装在电池极片3内部；焊接端4与极耳1的接触长度为1mm-30mm，在距离焊接端40.5mm-5mm的区域内分别设置有一排对称的中空圆孔5。作为本技术的优选实施例，所述石墨烯涂层2的厚度为0.1um-10um。作为本技术的优选实施例，所述石墨烯涂层2使用的石墨烯为掺氮石墨烯，氮∶碳元素重量比为0.01-0.05∶1，片径尺寸为1um-100um，厚度为1nm-10nm。作为本技术的优选实施例，所述中空圆孔5根据极耳1的中轴线可以是二等分、三等分、四等分、五等分、六等分或者更多等分；中空圆孔5半径为0.01mm-1mm，每个孔洞间距根据不同的极耳1宽度和等分的多少而设置。基于石墨烯涂层2的电池极耳1的制备方法，该制备方法包括以下步骤：先对极耳金1属进行清洗，然后喷涂一层石墨烯涂层2，然后再裁切成需要的极耳1尺寸；具体为使用浓度为0.1-5％的稀盐酸溶液对极耳1金属材料进行浸泡1min-30min，然后先用蒸馏水清洗，再用乙醇或者丙酮清洗，使用真空烘箱烘干，真空度为0.1Pa-200Pa条件，烘烤温度40-80℃，烘烤时间1min-60min。作为本技术的优选实施例，所述石墨烯涂层2的制备方法为：步骤一、将掺氮石墨烯在有机溶剂中，并加入1％-5％的分散剂，超声处理，超声时间为1min-60min，超声功率为：300W-3000W；步骤二、将粘结剂按照掺氮石墨烯∶粘结剂∶有机溶剂的质量比为1∶0.01-0.3∶10-100的比例加入到分散好的石墨烯有机溶液中，搅拌混合1min-30min；步骤三、将配置好的石墨烯涂料，喷涂在极耳1金属材料上的一面，使用真空烘箱烘干，真空度为0.1Pa-200Pa条件，烘烤温度60-200℃，烘烤时间10min-240min。作为本技术的优选实施例，所述粘结剂为羧甲基纤维素、聚偏氟乙烯、氯丁胶中至少一种。作为本技术的优选实施例，有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺中至少一种作为本技术的优选实施例，分散剂为聚乙烯吡络烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠中至少一种。先对极耳1金属材料进行清洗，然后喷涂一层石墨烯涂层2，这种石墨烯涂层2是一种导电涂层。利用石墨烯涂层2的优异导电性，将导电的石墨烯涂层2喷涂在极耳1金属层上面，这种石墨烯涂层2可以有效降低极耳1的阻抗，提高电池极耳1的导电性，有利于承载大电流。同时，得益于石墨烯涂层2优良的导电性，极耳1金属材料可以做的更薄，更有利于焊机，减少因为极耳1虚焊而造成的电池阻抗过大的现象，从而提高整个电池的循环性和倍率性，更有利于实现快速充放电和高功率输出工作。另外，由于石墨烯涂层2具有一定是疏水性和遮蔽性，得益于石墨烯的二维片层结构，同时使得石墨烯涂层2中石墨烯片层之间相互遮挡形象迷宫效应，有效地将水和氧分子等腐蚀因子阻挡在外，使得极耳金属材料本身的防腐性能得到提高。同时，为了避免因为承载电池因为电流过大，超过安全设置要求而产生的鼓包、爆炸、起火等安全事故。中空圆孔5的设置，减小极耳1的横截面积，在电流超过安全要求时，极耳1融断，起到保护电池作用，避免因为承载电流过大而造成的安全事故。石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯涂层的电池极耳，其特征在于，该基于石墨烯涂层的电池极耳设置有极耳，所述极耳的上端面喷涂有石墨烯涂层；极耳的前端为使用端，极耳的尾端为焊接端，所述焊接端的下端插装在电池极片内部；焊接端与极片的接触长度为1mm‑30mm，在距离焊接端0.5mm‑5mm的区域内分别设置有一排对称的中空圆孔。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯涂层的电池极耳，其特征在于，该基于石墨烯涂层的电池极耳设置有极耳，所述极耳的上端面喷涂有石墨烯涂层；极耳的前端为使用端，极耳的尾端为焊接端，所述焊接端的下端插装在电池极片内部；焊接端与极片的接触长度为1mm-30mm，在距离焊接端0.5mm-5mm的区域内分别设置有一排对称的中空圆孔。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈木成，肖宗发，
申请(专利权)人：厦门紫阳科技产业发展有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35