一种电池极耳及其制备方法和锂电池技术

本发明专利技术提供了一种电池极耳及其制备方法和锂电池。所述电池极耳包括主体材料和热敏电阻材料，所述热敏电阻材料掺杂在主体材料中。所述制备方法包括：将主体材料与热敏电阻材料混合，在惰性气氛中升温至煅烧温度后进行煅烧，煅烧后退火，得到所述电池极耳。本发明专利技术提供的电池极耳在保证极耳本身导电功能的提前下，还具有通过电阻变化反应温度变化的功能。当温度达到一定值时，极耳电阻立即发生急剧变化，具有极好的灵敏性，可以更快地通过极耳的电阻变化反映出电池内部的温度变化，有助于更好地提升电池的安全性。

A battery ear and its preparation method and lithium battery

The invention provides a battery electrode ear, a preparation method thereof and a lithium battery. The battery electrode ear comprises a main body material and a thermistor material, and the thermistor material is doped in the main body material. The preparation method includes: mixing the main material with the thermistor material, calcining in inert atmosphere until calcination temperature, annealing after calcination, and obtaining the battery electrode ear. The battery electrode ear provided by the invention has the function of reacting temperature change through resistance change while ensuring the conductive function of the electrode ear itself in advance. When the temperature reaches a certain value, the polar ear resistance changes sharply immediately, which has excellent sensitivity. It can reflect the temperature change inside the battery faster through the resistance change of the polar ear, and help to improve the safety of the battery better.

【技术实现步骤摘要】
一种电池极耳及其制备方法和锂电池
本专利技术属于能源储存
，涉及一种电池组件，尤其涉及一种电池极耳及其制备方法和锂电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有较高的质量能量密度和体积能量密度、较高的工作电压、较宽的使用温度、使用寿命长、对环境友好等等，被广泛的应用到移动电话、笔记本电脑以及各种电动汽车，甚至航空航天、风能太阳能储能设备上。然而，锂离子电池在应用的时候存在一定的安全隐患，尤其是在高温和碰到尖锐体的情况下会发生剧烈燃烧，在动力电池领域会带来巨大的危害。随着锂电池能量密度的提高，锂电池的安全问题越来越凸显。从锂电池发生安全事故的特征来看，锂电池安全失效基本上都伴随热失控。虽然锂电池本身有安全阀等保护装置，但从锂电池安全保护功能来看，这一结构响应时间短，并不能满足安全性能要求。CN203242692U公开了一种锂离子电池极耳结构，该锂离子电池极耳结构，包括头部极耳、尾部极耳、PTC热敏电阻和密封圈，PTC热敏电阻串联于头部极耳和尾部极耳之间，并且头部极耳的一端通过PTC热敏电阻与尾部极耳的一端电连接，头部极耳的另一端伸出于密封圈且与外电路电连接，尾部极耳的另一端与集流体焊接。该极耳结构操作简单、易加工、感应迅速、不易受外部力量而损坏，当电池过热或者电流过大时，串联于头部极耳和尾部极耳之间的PTC热敏电阻可以迅速的感温电阻增大而断开电路，提高电池安全性而且该极耳的保护功能具有可恢复性。CN205508931U公开了一种过流保护型软包装锂离子电池极耳及其极耳带，该方案提供的一种过流保护型软包装锂离子电池极耳，包括头部镍带、尾部镍带、PTC热敏电阻和极耳胶，所述头部镍带与尾部镍带具有重叠连接部，所述PTC热敏电阻夹设于头部镍带与尾部镍带的重叠连接部之间，所述极耳胶包覆于头部镍带与尾部镍带的重叠连接部外侧。本专利技术既简化了锂离子电池PACK工序的焊接操作，又使热敏电阻成为电芯的一个不可分割的组件，避免了安规测试时因需要把锂离子电池外部连接的安全保护元件人为剪掉而导致的安全失效，确保了热敏电阻的作用，从而提高软包装锂离子电池的安全性能，大大提高了锂离子电池通过安规测试的概率。CN203631652U公开了锂离子电池极耳连接结构及锂离子电池，该方案极片极耳与盖帽极耳是通过之间串接的热敏电阻电连接形成导体的。由此，若热量通过热敏电阻，热敏电阻3由于自身特性遇温上升而电阻增大，最终达到断开极片极耳与盖帽极耳的电连接，从而放置热量进一步的传递。而当温度下降，热敏电阻电阻下降又能恢复正常工作，可反复起到保护电池的作用。CN204857845U公开了一种锂离子电池安全结构，该方案的安全结构包括极耳、导热部以及温度保险丝，温度保险丝包括输入端、输出端、盛放有热敏电阻的热敏电阻元件以及热量接收部，输入端以及输出端与盛放在热敏电阻元件内部的热敏电阻组成串联电路，热量接收部设置在热敏电阻元件上，导热部能够由锂离子电池的内部吸收热量，并传递至热量接收部，极耳的一端伸入到锂离子电池的内部，另一端与输入端连接。该方案所提供的锂离子电池安全结构能够通过导热部直接将锂离子电池内部的热量传递至温度保险丝，使得温度保险丝能够在电池内部温度过高时及时发挥作用，有效避免了因过充等导致锂离子电池过热损坏的问题。CN203103384U公开了一种具有过流保护功能的软包装锂离子电池极耳，所述极耳包括极耳、PP热熔胶，其特征在于所述极耳上安装有热敏电阻。该方案提供的极耳能够有效提高软包装锂离子电池的安全性能，降低在客户实际使用的安全风险，并降低生产过程中因设备问题导致电池着火的安全隐患。但是上述方案中，热敏电阻均是安装或连接在极耳或电池上的，这会影响其反应灵敏度，使其存在一定安全隐患。因此，开发一种更加安全的极耳结构对于本领域有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种电池极耳及其制备方法和锂电池，本专利技术提供的电池极耳可在锂电池内部温度超过一定值时，极耳电阻立即发生急剧变化，有助于提升锂电池的安全性。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种电池极耳，所述电池极耳包括主体材料和热敏电阻材料，所述热敏电阻材料掺杂在主体材料中。本专利技术中，热敏电阻均匀地掺杂在极耳的主体材料中，这使得本专利技术提供的电池极耳具有极好的灵敏性，可以更快地通过极耳的电阻变化反映出电池内部的温度变化，这有助于更好地提升电池的安全性，减少电池因为热失控带来的安全性风险。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述主体材料包括铝和/或镍。优选地，所述热敏电阻材料为正温度系数热敏电阻材料。优选地，所述热敏电阻材料包括BaTiO3。作为本专利技术优选的技术方案，以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2-10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，如果热敏电阻材料的质量分数过低会导致热敏电阻材料感应强度减弱，如果热敏电阻材料的质量分数过高会导致极耳主体材料减少，极耳电阻突增，同时热敏电阻材料感应强度较强。作为本专利技术优选的技术方案，所述极耳的宽度为3-10mm，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述极耳的长度为50-100mm，例如50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述极耳的厚度为0.5-2.0mm，例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述电池极耳的制备方法，所述方法包括以下步骤：将主体材料与热敏电阻材料混合，在惰性气氛中升温至煅烧温度后进行煅烧，煅烧后退火，得到所述电池极耳。本专利技术提供的制备方法，通过煅烧使得主体材料与热敏电阻材料熔融复合，热敏电阻材料均匀地掺杂在极耳的主体材料中，使得极耳的灵敏性得到很大的加强，可以更快地通过电阻变化反应温度的变化。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中，所述升温的升温速率为50-80℃/min，例如50℃/min、55℃/min、60℃/min、65℃/min、70℃/min、75℃/min或80℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述煅烧温度为1600-1700℃，例如1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃、1650℃、1660℃、1670℃、1680℃、1690℃或1700℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池极耳，其特征在于，所述电池极耳包括主体材料和热敏电阻材料，所述热敏电阻材料掺杂在主体材料中。

【技术特征摘要】
1.一种电池极耳，其特征在于，所述电池极耳包括主体材料和热敏电阻材料，所述热敏电阻材料掺杂在主体材料中。2.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述主体材料包括铝和/或镍；优选地，所述热敏电阻材料为正温度系数热敏电阻材料；优选地，所述热敏电阻材料包括BaTiO3。3.根据权利要求1或2所述的电池极耳，其特征在于，以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2-10wt％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池极耳，其特征在于，所述极耳的宽度为3-10mm；优选地，所述极耳的长度为50-100mm；优选地，所述极耳的厚度为0.5-2.0mm。5.一种如权利要求1-4中任一项所述电池极耳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将主体材料与热敏电阻材料混合，在惰性气氛中升温至煅烧温度后进行煅烧，煅烧后退火，得到所述电池极耳。6.根据权利要求5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述升温的升温速率为50-80℃/min；优选地，所述煅烧温度为1600-1700℃；优选地，所述进行煅烧的时间为10-15h；优选地，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速度高于第二降温阶段；优选地，所述退火的第一降温阶段的降温速率为10-15℃/min；优选地，所述退火的第一降温阶段将温度降低至500-600℃；优选地，所述退火的第二降温阶段为降温速率为1-5℃/min；优选地，所述退火的第二降温阶段将温度降低至20-30℃；优选地，所述惰性气氛包括氮气气氛和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巍，陈利权，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44