[發明專利]電池極耳結構及其制備方法、水系電池

在審

• 申請號: 202010070223.0
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111129419A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李成鋼;陳璞
• 申請（專利權）人: 瑞海泊（青島）能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M10/36
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽

本發明公開了電池極耳結構及其制備方法、水系電池。具體的，本發明提出了一種電池極耳結構，包括：集流體極耳，形成所述集流體極耳的材料包括石墨箔，所述集流體極耳具有相對設置的第一面和第二面；以及金屬網，所述金屬網覆蓋所述集流體極耳的所述第一面和所述第二面，且所述金屬網和所述集流體極耳壓接連接。由此，該電池極耳結構制作工藝簡單，成本低廉，可靠性高，該電池極耳結構用作水系電池的正極極耳時，電池的內阻較小，倍率性能良好。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體地，涉及電池極耳焊接結構及其制備方法、水系電池。

背景技術

水系電池是指以水為電解液的二次電池。相較于有機物電解液電池，水系電池具有安全性高、環境友好、離子導電率高等優點，因此在未來的大規模電能儲存中，水系電池具有廣闊的應用前景。在水系電池中，正極集流體除了要具備良好的導電性，還需擁有較強的耐氧化能力與優異的抗電解液腐蝕能力。因此，適合用做水系電池正極集流體的金屬材料較少。目前，以鎳氫、鎳鋅等為代表的環保型水系電池中，電解液為強堿溶液，金屬鎳做為正極集流體使用時，鎳表面可以形成一層致密的氧化層，抑制鎳被持續氧化，因此在堿性電解液中，鎳金屬可以作為正極集流體使用。然而在中性和偏酸性電解液中，傳統的金屬類集流體(除金屬鈦)均難以有效抵抗正極區的電化學腐蝕。因此，正極集流體的選擇及其可靠性在一定程度上限制了此類電池的大規模推廣應用。石墨箔是一種石墨類制品，價格低廉，具有導電、耐氧化、抗腐蝕等優異特性，是理想的水性電池正極集流體。

發明內容

本申請是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識作出的：

石墨箔是一種石墨類制品，價格低廉，具有導電、耐氧化、抗腐蝕等優異特性，是理想的水性電池正極集流體。然而，石墨箔的機械強度弱于金屬，且較難同金屬焊接。常規的螺栓緊固或金屬焊接的方法均較難實現石墨箔和金屬的連接，因而極大地限制了其在水性電池中的應用。一些方法將石墨板作為匯流盤，并將石墨箔和石墨板進行粘接，即采用石墨板接觸正極極耳群切割面的匯流工藝，實現石墨箔和金屬引線的連接，但是，上述方法中，對于石墨箔極耳群切割精度要求高、對石墨箔的機械強度要求高、且石墨板匯流盤的價格偏高，難以大規模應用。因此，如果能提出一種工藝簡單、成本低廉、可靠性更高的電池極耳結構，可以較好地將石墨箔極耳和金屬引線連接，將能在很大程度上解決上述問題。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種電池極耳結構。根據本發明的實施例，該電池極耳結構包括：集流體極耳，形成所述集流體極耳的材料包括石墨箔，所述集流體極耳具有相對設置的第一面和第二面；以及金屬網，所述金屬網覆蓋所述集流體極耳的所述第一面和所述第二面，且所述金屬網和所述集流體極耳壓接連接。由此，該電池極耳結構中利用金屬網包裹集流體極耳，并將金屬網和集流體極耳壓接連接，可以簡便地實現石墨箔集流體極耳和金屬網之間的連接，并且成本低廉，可靠性高，該電池極耳結構用作水系電池的正極極耳時，電池的內阻較小，倍率性能良好。

根據本發明的實施例，所述電池極耳結構包括多個所述集流體極耳，多個所述集流體極耳沿著第一方向間隔設置，多個所述金屬網分別覆蓋多個所述集流體極耳的所述第一面和所述第二面；所述電池極耳結構進一步包括：金屬帶，所述金屬帶和多個所述金屬網焊接連接；金屬引線，所述金屬引線和所述金屬帶焊接連接。由此，通過該金屬帶可以簡便地將多個集流體極耳匯流，并且通過金屬引線可以實現該電池極耳結構和外部的電連接，進一步提高了該電池極耳結構的使用性能。

根據本發明的實施例，該電池極耳結構進一步包括：密封罩，所述密封罩套設在多個所述集流體極耳、多個所述金屬網和所述金屬帶的外側，所述密封罩內填充有密封膠，所述密封罩和所述密封膠將多個所述集流體極耳、多個所述金屬網和所述金屬帶密封，并令所述金屬引線暴露在所述密封罩的外部。由此，該密封罩和密封膠可以較好地保護集流體極耳、金屬網和金屬帶等，防止集流體極耳、金屬網和金屬帶等被電解液腐蝕，進一步提高了該電池極耳結構的使用性能。