锂金属负极的外接极耳的连接方法技术

本发明专利技术涉及一种锂金属负极的外接极耳的连接方法，包括如下步骤：将金属锂负极的极耳、导电粘合剂层以及外接极耳依次层叠，进行机械压合；机械压合的压力为0.2MPa～0.55MPa，机械压合的速率为10mm/s～30mm/s；所述导电粘合剂层的原料包括溶剂、粘结剂、陶瓷粉粘结料和导电粒子。该锂金属负极的外接极耳的连接方法能够将锂金属负极与外接极耳紧密、牢固地联接在一起，保证金属锂离子电池充放电的稳定性。保证金属锂离子电池充放电的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂金属负极的外接极耳的连接方法


[0001]本专利技术涉及金属锂离子电池，特别是涉及一种锂金属负极的外接极耳的连接方法。

技术介绍

[0002]未来电动汽车对电池的需求是既具有高续航能力，又具备高安全性能和长循环寿命的特点，同时，固态电池是未来动力电池发展的主流方向。因此，开发高能量密度、高功率密度和高安全的固态电池是为人们所期望的。高能量密度意味着需要高容量的电极材料，在所有的金属中，金属锂最轻，密度低至0.534g/cm3，电位最低，达到
‑
3.047V，克电容量3860mAh/g，是非常理想的高容量和低电位的电极材料，因此，金属锂成为全固态电池最主要的负极材料之一。
[0003]通常情况下，在金属锂离子电池的制作过程中，需要从电芯中将正、负极通过极耳引出来作为充放电的接触点。在传统方法中，外接极耳与电芯内部电极的极耳通常是通过激光或超声工艺进行焊接。
[0004]但金属锂的质地较软，自身活泼，易与空气中的水分、氮气、氧气、二氧化碳发生反应，在超声焊接或激光焊接产生的高温、高频震动的情况下，即使在惰性气体氛围中也避免不了其与环境发生反应、断裂，最终导致金属锂离子电池无法正常充放电。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的一方面，提供一种能够将锂金属负极与外接极耳紧密、牢固地联接在一起，保证金属锂离子电池充放电的稳定性的锂金属负极的外接极耳的连接方法。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种锂金属负极的外接极耳的连接方法，包括如下步骤：
[0008]将金属锂负极的极耳、导电粘合剂层以及外接极耳依次层叠，进行机械压合；所述机械压合的压力为0.2MPa～0.55MPa，所述机械压合的速率为10mm/s～30mm/s；所述导电粘合剂层的原料包括溶剂、粘结剂、陶瓷粉粘结料和导电粒子。
[0009]在其中一个实施例中，所述机械压合的压力为0.2MPa～0.35MPa，所述机械压合的速率为10mm/s～25mm/s。
[0010]在其中一个实施例中，所述机械压合的时间为5s～20s。
[0011]在其中一个实施例中，所述导电粘合剂层的厚度为30μm～35μm。
[0012]在其中一个实施例中，所述溶剂选自对苯二甲酸二辛酯、乙醇和异丙醇中的至少一种。
[0013]在其中一个实施例中，所述粘结剂选自乙基纤维素、环氧树脂、丙烯酸树脂、咪唑、硅树脂、酚醛树脂和合成橡胶中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，所述陶瓷粉粘结料选自氧化铝粉、钛白粉和硫酸钡粉中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述导电粒子选自钌粉、银粉、铜粉、钯粉、镍粉、包碳锂粉和炭黑中的至少一种。
[0016]本专利技术的又一方面，提供一种固态金属锂电池的制作方法，包括如下步骤：
[0017]制备叠片体：将正极极片、固态电解质膜、金属锂负极组装成叠片体；
[0018]叠片体的外接极耳连接：按照如上所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法于所述金属锂负极的极耳上连接外接极耳；于所述正极极片的极耳上连接外接极耳；
[0019]将连接外接极耳后的叠片体进行陈化。
[0020]在其中一个实施例中，所述陈化是指在温度45
±
3℃、常压露点
‑
71℃以及惰性气体环境中陈化6h～12h。
[0021]与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术首次尝试采用机械压合对金属锂负极与外接极耳进行压合，充分利用了金属锂质地较软、易于形变的特点，同时，合理控制机械压合过程中的压合温度和压合速率，结合采用特定组成的导电粘合剂层，如此可以使连接紧密、牢固，有效保证连接的稳定性，避免了传统方法中超声焊接或激光焊接产生的高温、高频震动，保证金属锂离子电池充放电的稳定性。另外，本专利技术还发现，采用该连接方法，还能够有效降低金属锂负极的阻抗，获得较佳的导电性。
具体实施方式
[0023]以下结合具体实施例对本专利技术的锂金属负极的外接极耳的连接方法作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。
[0024]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0025]本专利技术提供一种锂金属负极的外接极耳的连接方法，包括如下步骤：
[0026]将金属锂负极的极耳、导电粘合剂层以及外接极耳依次层叠，进行机械压合；机械压合的压力为0.2MPa～0.55MPa，机械压合的速率为10mm/s～30mm/s；导电粘合剂层的原料包括溶剂、粘结剂、陶瓷粉粘结料和导电粒子。
[0027]传统的金属锂离子电池，特别是固态电池的制作过程中，通常采用超声焊接或激光焊接，超声焊接或激光焊接的工艺过程中会产生高温、高频震动，造成金属锂电池的充放电稳定性难以保证。
[0028]基于此，本专利技术首次尝试采用机械压合对金属锂负极与外接极耳进行压合，充分利用了金属锂质地较软、易于形变的特点。同时在研究过程中发现，传统的机械压合方式是难以有效保障连接的稳定性的，且机械压合的压合温度和压合速率对于最终极耳连接的稳定性有着较为关键的影响，因此需要合理控制机械压合过程中的压合温度和压合速率，结合采用特定组成的导电粘合剂层，如此可以使连接紧密、牢固，有效保证连接的稳定性，避免了传统方法中超声焊接或激光焊接产生的高温、高频震动，保证金属锂离子电池充放电的稳定性。另外，本专利技术还发现，采用该连接方法，还能够有效降低金属锂负极的阻抗，获得较佳的导电性。
[0029]可以理解地，金属锂负极的极耳的材质为金属锂。
[0030]在其中一些具体的示例中，外接极耳的材料为铜镀镍或纯镍。
[0031]在其中一些具体的示例中，机械压合的压力为0.2MPa～0.35MPa。具体地，机械压合的压力包括但不限于：0.20MPa、0.21MPa、0.23MPa、0.24MPa、0.25MPa、0.26MPa、0.27MPa、0.28MPa、0.29MPa、0.30MPa、0.31MPa、0.32MPa、0.33MPa、0.34MPa、0.35MPa。
[0032]在其中一些具体的示例中，机械压合的速率为10mm/s～25mm/s。具体地，机械压合的速率包括但不限于：10mm/s、11mm/s、12mm/s、13mm/s、14mm/s、15mm/s、16mm/s、17mm/s、18mm/s、19mm/s、20mm/s、21mm/s、22mm/s、23mm/s、24mm/s、25mm/s。
[0033]在其中一些具体的示例中，机械压合的压力为0.2MPa～0.35MPa，所述机械压合的速率为10mm/s～25mm/s。进一步地，机械压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：将金属锂负极的极耳、导电粘合剂层以及外接极耳依次层叠，进行机械压合；机械压合的压力为0.2MPa～0.55MPa，机械压合的速率为10mm/s～30mm/s；所述导电粘合剂层的原料包括溶剂、粘结剂、陶瓷粉粘结料和导电粒子。2.根据权利要求1所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，机械压合的压力为0.2MPa～0.35MPa。3.根据权利要求1所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，机械压合的速率为10mm/s～25mm/s。4.根据权利要求1所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，在进行机械压合之前，所述导电粘合剂层的厚度为30μm～35μm。5.根据权利要求1～4任一项所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，所述溶剂选自对苯二甲酸二辛酯、乙醇和异丙醇中的至少一种。6.根据权利要求1～4任一项所述的锂金属负极的外接极耳的连接方法，其特征在于，所述粘结剂选自乙基纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，刘永飞，梁世硕，张国军，赵启元，
申请(专利权)人：昆山宝创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：