极耳连接结构及电池制造技术

本实用新型专利技术涉及化学电源领域，提供一种极耳连接结构及电池。极耳连接结构包括至少两个第一锂金属极耳和第二极耳；第一锂金属极耳一端连接于第一极片，第二极耳上设置有亲锂层，至少两个第一锂金属极耳的另一端通过亲锂层与第二极耳连接。本实用新型专利技术的极耳连接结构，通过设置亲锂层提高第二极耳与第一锂金属极耳的亲和性，从而提高第一锂金属极耳和第二极耳连接紧密度，降低电阻、提高电导率和抗拉性能。包含该极耳连接结构的电池，由于该极耳连接结构能够提高连接紧密度、电导率和抗拉性能，从而使电池的循环和倍率性能得到提高。从而使电池的循环和倍率性能得到提高。从而使电池的循环和倍率性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】
极耳连接结构及电池


[0001]本技术属于化学电源领域，具体涉及极耳连接结构及包含该连接结构的电池。

技术介绍

[0002]对于锂金属电池，外接极耳时由于连接在锂金属负极的锂金属极耳较软且粘性较大，采用常规超声焊接会导致金属锂焊穿，且容易粘焊头。而采用压合方式连接，则是先对锂金属极耳表面粗糙处理，再进行冷(常温)压合，以这种方式连接的外接极耳在高倍率以及长期循环过程中极耳与锂金属极耳会产生剥离，导致接触不良、影响导电性能。

技术实现思路

[0003]为了克服上述缺陷，本技术提供一种极耳连接结构极包含该连接结构的电池。
[0004]本技术一方面提供一种极耳连接结构，包括至少两个第一锂金属极耳和第二极耳；所述第一锂金属极耳一端连接于第一极片，所述第二极耳上设置有亲锂层，所述至少两个第一锂金属极耳的另一端通过所述亲锂层与所述第二极耳连接。
[0005]本技术另一方面提供一种电池，包括上述极耳连接结构。
[0006]本技术的极耳连接结构，通过设置亲锂层提高第二极耳与第一锂金属极耳的亲和性，从而提高第一锂金属极耳和第二极耳连接紧密度，降低电阻、提高电导率和抗拉性能。包含该极耳连接结构的电池，由于该极耳连接结构能够提高连接紧密度、电导率和抗拉性能，从而使电池的循环和倍率性能得到提高。
附图说明
[0007]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0008]图1是本技术一实施方式的极耳连接结构的示意图。
[0009]图2是本技术另一实施方式的极耳连接结构的示意图。
[0010]图3是实施例1-4和对比例1的电池的循环性能曲线。
[0011]其中，附图标记说明如下：
[0012]10-第一极片；11-第一锂金属极耳；12-亲锂层；13-第二极耳；20-隔膜；30-第二极片
具体实施方式
[0013]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了
清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0014]本专利中，“亲锂层”是指与金属锂具有亲和性，可以通过化学键合吸附在金属锂表面。
[0015]下面结合具体实施方式对本技术作详细说明。
[0016]参照图1和图2，本技术的极耳连接结构，包括两个以上的第一锂金属极耳11和第二极耳13。第二极耳13上设置有亲锂层12，至少两个第一锂金属极耳11的另一端通过亲锂层12与第二极耳13连接。通过在第二极耳13表面设置亲锂层12提高第二极耳13与第一锂金属极耳11的亲和性，从而提高第一锂金属极耳11和第二极耳13连接紧密度，降低电阻、提高电导率和抗拉性能。
[0017]在可选的实施方式中，至少两个第一锂金属极耳11的另一端为层叠且形状重合的层叠部，层叠部通过亲锂层12与第二极耳13连接。
[0018]如图1所示，在可选的实施方式中，亲锂层12设置于第二极耳13的两侧。如图2所示，在另一可选的实施方式中，亲锂层12设置于第二极耳13的一侧。
[0019]在可选的实施方式中，亲锂层12包括碳材料和/或聚合物。优选，碳材料和/或聚合物分子结构中，掺杂有硼、氮、氧、磷、氟、氯、硫中一种或多种元素，以增加与锂金属的亲和性。亲锂层12可以以任何适当的方式形成，例如涂覆、喷涂、静电纺丝等。
[0020]在可选的实施方式中，亲锂层12的厚度为0.01-10μm，有利于极耳连接结构的连接紧密度。
[0021]在可选的实施方式中，第一极片10为锂金属极片，第一锂金属极耳11与第一极片10为一体结构。例如，第一锂金属极耳11和第一极片10由一片锂箔裁切得到。
[0022]在可选的实施方式中，第二极耳13为铜镀镍金属层。
[0023]以下，通过具体的示例解释说明如何在第二极耳13上形成亲锂层12并将第二极耳13和第一锂金属极耳11连接，但本领域技术人员可以理解本技术并不以此为限。
[0024]首先对铜镀镍金属片(第二极耳13)表面进行预处理，例如使用1-10mol/L的醋酸除去极耳表面杂质、污垢。
[0025]将聚四氟乙烯和乙醇混合搅拌均匀，然后加入氮、氧共掺杂的石墨烯、Super P导电剂，混合均匀得到复合浆料。其中，复合浆料固含量(质量含量)在20-30％之间，氮、氧共掺杂的石墨烯在复合浆料中的质量含量为10-15％，Super P在复合浆料中的质量含量为5％-8％，粘结剂在复合浆料中的质量含量为5％-7％，浆料粘度为200-1000mPa
·
S。将复合浆料装入静电纺丝装置中，调节静电纺电压为20-30kV，溶液流速为1-5mL
·
h-1
，静电纺丝喷头与铜镀镍金属片的距离为1-5cm，对其进行喷涂，然后烘干得到含亲锂层12的第二极耳13，亲锂层12的涂覆厚度为0.01-10μm。
[0026]将第一锂金属极耳11与第二极耳13在亲锂层12一侧贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离(即第一锂金属极耳11与第二极耳13在极耳的引出向重合部分的长度)为2～3mm。采用PP膜包住第一锂金属极耳11、不与第二极耳13连接的部分，防止金属锂粘连在压合设备上，随后采用压合设备使第二极耳13和第一锂金属极耳11压合在一起实现连接，压合温度80-120℃。
[0027]本技术还保护一种包括上述极耳连接结构的电池。如图1和2所示，电池的电
芯包括第一极片10、隔膜20和第二极片30。第一极片10和第二极片30极性相反，例如第一极片10为负极片、第二极片30为正极片。第一极片10与第一锂金属极耳11连接，第一锂金属极耳11另一端通过亲锂层12与第二极耳13连接(即上述的极耳连接结构)。本技术的电池包含上述极耳连接结构，由于上述极耳连接结构能够提高第一锂金属极耳11和第二极耳13连接紧密度、电导率和抗拉性能，从而使电池的循环和倍率性能得到提升。
[0028]以下通过具体实例进一步描述本申请。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本技术的保护范围构成任何限制。
[0029]在下述实施例和对比例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
[0030]实施例1
[0031]对铜镀镍金属片(即第二极耳13)表面进行预处理：使用1mol/L的醋酸除去其表面杂质、污垢。
[0032]将聚四氟乙烯和乙醇混合搅拌均匀，然后加入氮、氧共掺杂的石墨烯、Super P导电剂，混合均匀得到复合浆料。其中，复合浆料固含量(质量含量)为20％，氮、氧共掺杂的石墨烯在复合浆料中的质量含量为10％，Supe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极耳连接结构，其特征在于，包括至少两个第一锂金属极耳和第二极耳；所述第一锂金属极耳一端连接于第一极片，所述第二极耳上设置有亲锂层，所述至少两个第一锂金属极耳的另一端通过所述亲锂层与所述第二极耳连接。2.根据权利要求1所述的极耳连接结构，其特征在于，所述至少两个第一锂金属极耳的另一端为层叠且形状重合的层叠部，所述层叠部通过所述亲锂层与所述第二极耳连接。3.根据权利要求1所述的极耳连接结构，其特征在于，所述亲锂层设置于所述第二极耳的一侧或两侧。4.根据权利要求1所述的极耳连接结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，牛从酥，刘可禄，彭祖铃，许博伟，
申请(专利权)人：中航锂电技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：