具有涂层的极耳、电芯、电池和电动工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有涂层的极耳、电芯、电池和电动工具，涉及电池极耳技术领域。该具有涂层的极耳包括极耳基体，以及依次设置于所述极耳基体表面的铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层。本实用新型专利技术缓解了镍极耳导电性差、耐腐蚀性差的问题。本实用新型专利技术采用在极耳基体表面设置铜层，提高极耳的导电性，再在铜层上设置过渡金属硼化物/镍复合涂层，提高极耳的表面抗腐蚀性，也进一步提升导电性，从而提高极耳的工作性能和电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
具有涂层的极耳、电芯、电池和电动工具
本技术涉及电池极耳
，具体而言，涉及一种具有涂层的极耳、电芯、电池和电动工具。
技术介绍
极耳是电池中连接正负极的一种装置。电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。通常，电池的正极使用铝(Al)材料，负极使用镍(Ni)材料。由于镍的电阻较大，电池在高倍率放电时，由于负极耳的电导率较低，导致电池表面温度过高，从而影响电池的高倍率放电性能，影响电池的容量和循环寿命。此外，镍的耐腐蚀性较差，在电解液中会被腐蚀，也会影响电池的性能和使用寿命。目前通过在极耳上制备涂层以改善极耳性能的研究并不多，专利CN104701481A提出一种锂离子电池极耳及其制备方法，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，来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。CN107978731A提出一种基于石墨烯涂层的电池极耳及其制备方法，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。CN105063699A提出了一种镀镍铜材作为负极极耳，解决了镍极耳导电性差的问题，但最外层仍然为镍层，没能解决极耳的耐腐蚀问题。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供一种具有涂层的极耳，改善了极耳的导电性能及表面耐腐蚀性，延长了电池的使用寿命。本技术的目的之二在于提供一种电芯，是将负极极片、隔膜和正极极片组装后焊接上述具有涂层的极耳得到的。本技术的目的之三在于提供一种电池，包括上述具有涂层的极耳或上述电芯。本技术的目的之四在于提供一种电动工具，包括上述电池。为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，提供了一种具有涂层的极耳，包括极耳基体，以及依次设置于所述极耳基体表面的铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层。优选地，在本技术技术方案的基础上，所述极耳为负极镍极耳。优选地，在本技术技术方案的基础上，过渡金属硼化物为ReB2、IrB1.1、WB、WB4、TiB2或CrB2，优选为TiB2或CrB2，进一步优选为TiB2。优选地，过渡金属硼化物/镍复合涂层为TiB2/镍复合涂层。优选地，在本技术技术方案的基础上，所述铜层的厚度为0.6～1.4μm，优选0.8～1.4μm，进一步优选为0.8～1.2μm；和/或，所述过渡金属硼化物/镍复合涂层的厚度为1～2μm，优选为1.2～1.8μm，进一步优选为1.2～1.5μm。第二方面，提供了一种电芯，是将负极极片、隔膜和正极极片组装后焊接上述具有涂层的极耳得到的。第三方面，提供了一种电池，包括上述具有涂层的极耳或上述电芯。第四方面，提供了一种电动工具，包括上述电池。与已有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术在极耳基体表面设置铜层，提高极耳的导电性，再在铜层上沉积过渡金属硼化物/镍复合涂层，过渡金属硼化物/镍复合涂层不仅能够提高极耳表面的耐腐蚀性，而且能进一步提高极耳的导电性，具有该涂层的极耳导电性和耐腐蚀性高，能够提升极耳的工作性能和电池的使用寿命。使用本技术极耳制成的锂离子电池的循环性能好，400次后的容量保持率高。附图说明图1为本技术一种实施方式的具有涂层的极耳的结构示意图。附图标记：10-极耳基体；20-铜层；30-过渡金属硼化物/镍复合涂层。具体实施方式下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本技术，而不应视为限制本技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本技术的第一个方面，提供了一种具有涂层的极耳，如图1所示，具有涂层的极耳包括极耳基体10，以及依次设置于极耳基体10表面的铜层20和过渡金属硼化物/镍复合涂层30。极耳包括正极耳和负极耳，正极耳通常为铝材质，负极耳通常为镍材质，由于镍导电性和耐腐蚀性较差，因此，本技术极耳优选指的是负极镍极耳或负极镍合金极耳。铜层是指由金属铜纳米粉体或其致密结构的薄膜制成的涂层，铜导电性好，通过在极耳基体上设置铜层能够显著提高极耳的导电性。对铜层的厚度不作限定，优选为0.6～1.4μm，进一步优选为0.8～1.4μm，更进一步优选为0.8～1.2μm。适合的铜层厚度能够更好地提高极耳的导电性，而且不会引起由于中间层过厚影响电子传输以及使过渡金属硼化物/镍复合涂层与基体之间的结合强度减弱。“过渡金属硼化物/镍复合涂层”中的“/”表示“和”的意思，指的是过渡金属硼化物与镍的复合涂层。过渡金属硼化物与镍的复合涂层中对过渡金属硼化物与镍的比例不作限定，可以为任意比例，优选地，过渡金属硼化物与镍的复合涂层中镍占整个涂层的质量百分比为30-70％。过渡金属硼化物主要指5d过渡金属硼化物，典型的例如为ReB2、IrB1.1、WB、WB4、TiB2或CrB2等。过渡金属硼化物具有高硬度、高熔点、化学惰性、耐高温氧化性能以及良好的导热和导电性能。优选地，过渡金属硼化物为TiB2或CrB2，进一步优选为TiB2。即过渡金属硼化物/镍复合涂层优选为TiB2/镍复合涂层。过渡金属硼化物/镍复合涂层能够进一步提高极耳的导电性以及表面耐腐蚀性，同时使用过渡金属硼化物与镍复合能够提高焊接性能。对过渡金属硼化物/镍复合涂层的厚度不作限定，优选为1～2μm，进一步优选为1.2～1.8μm，更进一步优选为1.2～1.5μm。适合的过渡金属硼化物/镍复合涂层厚度能够使极耳获得完美的导电性以及表面耐腐蚀性，而且不会引起由于外层过厚使整个涂层与基体之间的结合强度减弱。本技术采用在极耳基体表面设置铜层，提高极耳的导电性，再在铜层上沉积过渡金属硼化物/镍复合涂层，过渡金属硼化物/镍复合涂层不仅能够提高极耳表面的耐腐蚀性，而且能进一步提高极耳的导电性，具有该涂层的极耳导电性和耐腐蚀性高，能够提升极耳的工作性能和电池的使用寿命。铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层可以用本领域已知的方法制备，常用的有化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition，PVD)、溶胶涂敷法、脉冲电极沉积(PES)、激光表面改性、电化学法、热喷涂法、自蔓延高温合成技术等，优选物理气相沉积法。优选地，上述具有涂层的极耳的制备方法，包括以下步骤：采用物理气相沉积的方式在极耳基体上依次制备铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层，得到具有涂层的极耳。典型但非限制性的物理气相沉积方式为磁控溅射法，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。可选的实施方式，制备铜层的沉积条件包括：以铜为靶材，铜靶功率为1.8～3.0kW，沉积气压为0.2～1.3Pa，基体偏压为-50～-300V，沉积时间为10～15min。可选的实施方式，制备过渡金属硼化物/镍复合涂层的沉积条件包括：以过渡金属硼化物和镍为靶材，过渡金属硼化物靶功率为1.5～2.5kW，镍靶功率为1.0～2.0kW，沉积气压为0.2～1.3Pa，基体偏压为-50～-20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有涂层的极耳，其特征在于，包括极耳基体，以及依次设置于所述极耳基体表面的铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层。

【技术特征摘要】
1.一种具有涂层的极耳，其特征在于，包括极耳基体，以及依次设置于所述极耳基体表面的铜层和过渡金属硼化物/镍复合涂层。2.按照权利要求1所述的具有涂层的极耳，其特征在于，所述极耳为负极镍极耳。3.按照权利要求1所述的具有涂层的极耳，其特征在于，过渡金属硼化物为ReB2、IrB1.1、WB、WB4、TiB2或CrB2中的一种。4.按照权利要求1所述的具有涂层的极耳，其特征在于，过渡金属硼化物/镍复合涂层为TiB2/镍复合涂层。5.按照权利要求1-4任一项所述的具有涂层的极耳，其特征在于，所述铜层的厚度为0.6～1.4μm。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，蒋春磊，项磊，石磊，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44