CN115810880A

CN115810880A - 极耳及其制造方法

Info

Publication number: CN115810880A
Application number: CN202111212299.3A
Authority: CN
Inventors: 黄玉平; 林明峰; 马云建; 李彦辉; 代宇; 鲁志远; 赵子萌; 卢晓康
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2021-10-18
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2023-03-17

Abstract

本申请涉及一种极耳及其制造方法。该极耳包括：由金属材料制成的主体；以及涂覆在所述主体的至少一个表面上的涂层，所述涂层包括比热高于所述主体的材料，其中所述涂层在所述主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖所述主体。

Description

极耳及其制造方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地涉及极耳及其制造方法。

背景技术

极耳是电池(诸如二次电池)电芯的组成部件之一，用于导电并传输电子。目前，负极极耳主要材质是铜，正极极耳主要材质是铝。圆柱极耳都采用揉平，而后与集流盘激光焊接，集流盘与顶盖自成一体，从而形成裸电芯到极耳到集流盘到顶盖极柱的电子通路。

然而，圆柱揉平存在缺陷。例如，揉平后裸电芯内部散热变慢，排气困难，导致极耳温度偏高。尤其是对于负极而言，在大倍率放电时温度的升高会产生安全风险。本申请针对但不限于上述诸多因素进行了改进。

发明内容

为此，本申请提出了一种新型极耳，该极耳具有大比热，在相同热量的情况下其温度上升很慢，从而降低电池放电(尤其是大倍率放电)时的极耳温度(尤其是负极极耳的温度)。另外，本申请的极耳还能吸附电芯内部产生的有害气体，从而降低电芯内部压力，并由此提升电芯安全性能。

根据本申请的第一方面，提供了一种极耳，包括：由金属材料制成的主体；以及涂覆在所述主体的至少一个表面上的涂层，所述涂层包括比热高于所述主体的材料，其中所述涂层在所述主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖所述主体。在这一实施方式中，本申请的极耳可以有效地降低极耳的温度，并由此提升电芯安全性能，而没有使用外来装置且不增加其重量和体积，也没有降低电芯的能量密度。

根据另一实施方式，所述涂层包括气体吸收材料和粘合剂。在该实施方式中所获得的极耳不仅能够有效地降低极耳的温度，还能更高效地吸收电芯内部产生的气体，从而更高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述气体吸收材料占所述涂层的总质量的80％-90％，且所述粘合剂占所述涂层的总质量的10％-20％。在该实施方式中所获得的极耳不仅具有足够粘合力的涂层，还能够有效地降低极耳的温度，还能更高效地吸收电芯内部产生的气体，从而更高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述气体吸收材料包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O、活性炭中的任何一者或多者，所述粘合剂包括PVDF。在该实施方式中所获得的极耳不仅能够有效地降低极耳的温度，还能更高效地吸收电芯内部产生的气体(诸如CO₂等等)，从而更高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述涂层的厚度在1.5μm以下。由此，在该实施方式中，涂层不会过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时能够提供足够的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述涂层的厚度在0.5-1.3μm之间。由此，在该实施方式中，涂层不会过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述涂层的厚度是1μm。由此，在该实施方式中，涂层不会过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时能够提供最佳的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述预定距离在0.5-3mm之间。由此，在该实施方式中，涂层不会占据过多的极耳面积而影响焊接，也不会不良地影响过流面积(过流面积减小会导致电流过大，温度升高)，从而避免造成安全风险。同时，该涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述预定距离是2mm。由此，在该实施方式中，涂层不会占据过多的极耳面积而影响焊接，也不会不良地影响过流面积(过流面积减小会导致电流过大，温度升高)，从而避免造成安全风险。同时，该涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述涂层被涂覆在所述主体的正反两面上。在该实施方式中，考虑到裸电芯在装壳时一般会在裸电芯与外壳体之间残留有一定的空间，由此正面涂层可吸收残空间中的气体，而反面涂层可吸收裸电芯内的气体。如此，两面涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内外的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述主体由铜、镍、铜镀镍或铝制成。在该实施方式中所获得的极耳可取决于其主体材料的不同而被相应地用作正极极耳或负极极耳。例如，正极极耳的主体可以由铝制成，而负极极耳的主体可以由铜、镍、铜镀镍等制成。

根据本申请的第二方面，提供了一种制造极耳的方法，包括：使用金属材料来制作极耳主体；使用比热高于所述金属材料的材料来制作涂层浆料；将所述浆料涂覆在所述极耳主体的至少一个表面上以形成涂层，其中所述涂层在所述主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖所述主体；以及将经涂覆的极耳主体进行烘干。在这一实施方式中，所制造获得的极耳可以有效地降低极耳的温度，并由此提升电芯安全性能，而没有使用外来装置且不增加其重量和体积，也没有降低电芯的能量密度。

根据一实施方式，所述涂层包括所述涂层包括气体吸收材料和粘合剂，且所述气体吸收材料包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O、活性炭中的任何一者或多者，所述粘合剂包括PVDF。在该实施方式中所获得的极耳不仅能够有效地降低极耳的温度，还能够至少部分地吸收电芯内部产生的有害气体，从而降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，所述涂层的厚度在0.5-1.5μm之间。由此，在该实施方式中，涂层不会过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时能够提供足够的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据本申请的第三方面，提供了一种包括根据本申请的第一方面的极耳的电芯，其中所述极耳通过揉平并焊接到集流盘而被整合到所述电芯。在该实施方式中，所获得的电芯因采用本申请的第一方面的极耳而使得极耳的温度与现有极耳的温度相比得到降低，并且电芯内、外部的气体也被吸收，从而电芯安全性能得到提高。

根据本申请的第四方面，提供了一种包括根据本申请的第四方面的电芯的二次电池。在该实施方式中，所获得的二次电池因采用本申请的第三方面的电芯而使得电芯极耳的温度与现有极耳的温度相比得到降低，并且电芯内、外部的气体也被吸收，从而二次电池的安全性能得到提高。

根据本申请的第五方面，提供了一种使用根据本申请的第四方面的二次电池作为电源的电学装置。在该实施方式中，所获得的电芯因采用本申请的第四方面的二次电池而使得电芯极耳的温度与现有极耳的温度相比得到降低，并且电芯内、外部的气体也被吸收，从而电学装置的安全性能得到提高。

以上给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

附图说明

在结合以下附图阅读本申请的实施方式的详细描述之后，能够更好地理解本申请的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是根据本申请的一实施方式的极耳的示意图；

图2和图3是根据本申请的一实施方式的示例电芯的示意图。

图4是根据本申请的一实施方式的二次电池的示意图。

图5是图4所示的二次电池的分解图。

图6是使用本申请的二次电池作为电源的装置的一实施方式的示意图。

附图标记说明：

100极耳；101主体；102涂层；201极耳主体；202涂层；203膜区；301极耳；303裸电芯；5二次电池；51壳体；52电极组件；53顶盖组件；600装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本申请作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施方式描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本申请的保护范围进行任何限制。

本文所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，但是优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

在本文的描述中，除非另有说明，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。

极耳

现在参考图1，其示出了根据本申请的一实施方式的极耳的示意图。如图1所示，极耳100包括主体101和涂覆在主体101的至少一个表面上的涂层102。在一实施方式中，主体101可由金属材料制成，例如铜、铝、镍、铜镀镍等等。在作为负极极耳时，主体101可由铜、镍或铜镀镍制成；在作为正极极耳时，主体101可由铝制成。本领域技术人员将明白，极耳100可以根据其主体的材料而被用作负极极耳或正极极耳，且极耳100的形状、尺寸等可以根据需要来自行选择(例如，几微米厚的铜箔可被用作负极极耳的主体)，在此不再赘述。

在一实施方式中，涂层102可包括比热高于主体101的材料。本领域技术人员可以明白，比热又称比热容，是指没有相变化和化学变化时，1千克均相物质温度升高1K所需的热量。例如，在极耳100要被用作负极极耳且因此由铜作为主体101的情况下，涂层102可包括比热高于铜的材料；在极耳100要被用作正极极耳且因此由铝作为主体101的情况下，涂层102可包括比热高于铝的材料。在这一实施方式中，极耳100可以有效地降低极耳的温度，并由此提升电芯安全性能，而没有使用外来装置且不增加其重量和体积，也没有降低电芯的能量密度。

在本申请的又一实施方式中，考虑到电芯内可能产生各种气体，涂层102的材料可包括气体吸收材料和粘合剂。粘合剂可以将涂层102粘附到主体101，而气体吸收材料可以吸收电芯内产生的气体，并进一步增加涂层102的比热、降低电芯内的压力。在一优选实施方式中，涂层102可包括碱金属和/或碱土金属的氧化物和/或氢氧化物来作为气体吸收材料，且粘合剂包括PVDF。举例而言，涂层102可包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O中的任何一者或多者。在又一优选实施方式中，涂层102可包括活性炭来作为气体吸收材料。

在本申请的又一实施方式中，涂层102的材料可取决于电芯内部所产生的气体的成分来选择。例如，在电芯内会产生大量CO的情况下，涂层102的材料优选地可包括活性炭，这既可以增加极耳100的比热来使其温度不会过快上升，又能够吸收电芯内的CO以降低电芯内部的压力；在电芯内会产生大量CO₂的情况下，涂层102的材料优选地可包括Na₂O，这既可以增加极耳100的比热来使其温度不会过快上升，又能够与CO₂反应生成Na₂CO₃(这进一步提高了极耳100的比热)并同时降低了电芯内部的压力。由此，在本申请的又一实施方式中，涂层102可以包括以任何合适的比例来混合的各种合适材料，诸如Na₂O和活性炭的混合物、Na₂O及CaO和活性炭的混合物，任何其他合适的气体吸收材料等等。在这些实施方式中，极耳100不仅能够有效地降低极耳的温度，还能高效地吸收电芯内部产生的气体(诸如CO₂、乙烯、氢气等等等)，从而还高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据又一实施方式，为了确保极耳100不仅具有足够粘合力的涂层，还能够有效地降低极耳的温度，且更高效地吸收电芯内部产生的气体，从而更高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能，气体吸收材料占涂层102的总质量的80％-90％，且粘合剂占涂层102的总质量的10％-20％。

根据本申请的又一实施方式，进一步考虑到极耳100的导电性，涂层102的厚度可以在1.5μm以下。优选地，涂层102的厚度可以在0.5-1.3μm之间。更优选地，涂层102的厚度可以是1μm。由此，在该实施方式中，涂层不会过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时能够提供足够的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

在本申请的又一实施方式中，涂层102没有完全覆盖主体101，如从图1中可以看出的。在该实施方式中，涂层102被涂覆在主体101靠近膜区的边缘上，向主体内延伸预定距离d，而不完全覆盖主体101。进一步根据该实施方式，涂层102在主体101上从主体101的靠近膜区的边缘向主体101内延伸的预定距离(即，涂层102的宽度)在0.5-3mm之间。如图1所示，预定距离d可以在0.5-3mm之间。在一优选实施方式中，预定距离d可以是2mm。这将在下文相关于2-3更详细地示出和描述。由此，在该实施方式中，涂层不会占据过多的极耳面积而影响焊接，也不会不良地影响过流面积(过流面积减小会导致电流过大，温度升高)，从而避免造成安全风险。同时，该涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

尽管图1所示的涂层102被连续涂覆在主体的整个长度上，但在本申请的又一实施方式中，涂层102可以不是连续的，而是分段的或者仅占据主体的整个长度的一部分。

虽然如上所述，本申请中给出了涂层102的宽度和厚度的特定范围，但这仅仅是出于示例的目的。在不影响极耳主体与电芯的整合且涂层可提供足够的高比热性能的情况下，涂层102可具有任何合适的厚度和宽度。

将明白，极耳100的主体101一般而言是金属箔，例如图1给出了极耳的正面的视图。在本申请的一实施方式中，极耳的背面也是如此，即涂层102被涂覆在主体101的正反两面上。在该实施方式中，考虑到裸电芯在装壳时一般会在裸电芯与外壳体之间残留有一定的空间，由此正面涂层可吸收残空间中的气体，而反面涂层可吸收裸电芯内的气体。如此，两面涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内外的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

极耳的制造方法

下面描述根据本申请的一实施方式的制造极耳的方法。在一实施方式中，本申请的制造方法可包括使用金属材料来制作极耳主体。结合图1，在一实施方式中，主体101可由铜、铝、镍、铜镀镍等等制成。举例而言，可以使用合适大小的铜箔(例如，6μm厚、10mm宽的铜箔，其长度是取决于所需电芯的大小的任何合适长度)来制作极耳主体。将明白，极耳的形状、尺寸等可以根据需要来自行选择，例如，极耳一般可采用金属箔(诸如矩形金属箔)，在此不再赘述。

在另一实施方式中，本申请的制造方法还可包括使用比热高于上述金属材料的材料来制作涂层浆料。举例而言，可通过将涂层材料制成溶胶，加入溶剂，添加膜助剂、增硬剂、抗刮剂、润湿剂、增稠剂、表面活性剂等等中的任何一种或多种，混合均匀来制造浆料。将明白，涂层浆料的制作可以使用任何合适的方式来进行，在此不再赘述。

在一实施方式中，涂层浆料的材料可包括气体吸收材料。这些气体吸收材料可以吸收电芯内产生的气体，并进一步增加涂层的比热、降低电芯内的压力。在一优选实施方式中，气体吸收材料可包括碱金属和/或碱土金属的氧化物和/或氢氧化物，和/或活性炭。举例而言，气体吸收材料可包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O、活性炭中的任何一者或多者，且粘合剂包括PVDF。在本申请的又一实施方式中，涂层浆料的材料可取决于电芯内部所产生的气体的成分来选择。例如，在电芯内会产生大量CO的情况下，涂层浆料的材料优选地可包括活性炭，这既可以增加极耳的比热来使其温度不会过快上升，又能够吸收电芯内的CO以降低电芯内部的压力；在电芯内会产生大量CO₂的情况下，涂层浆料的材料优选地可包括Na₂O，这既可以增加极耳的比热来使其温度不会过快上升，又能够与CO₂反应生成Na₂CO₃(这进一步提高了极耳的比热)并同时降低了电芯内部的压力。由此，在本申请的又一实施方式中，涂层浆料可以包括以任何合适的比例来混合的各种合适材料，诸如Na₂O和活性炭的混合物、Na₂O及CaO和活性炭的混合物，等等。

举例而言，气体吸收材料占涂层的总质量的80％-90％，且粘合剂占涂层的总质量的10％-20％。在该实施方式中所获得的极耳不仅具有足够粘合力的涂层，还能够有效地降低极耳的温度，还能更高效地吸收电芯内部产生的气体，从而更高效地降低电芯内部压力，并由此进一步提升电芯安全性能。

举例而言，气体吸收材料占涂层的总质量的80％-90％，且粘合剂占涂层的总质量的10％-20％(例如，气体吸收材料和粘合剂可分别占涂层质量的85％和15％，诸如此类)。在获得所需的上述混合物之后，可通过使用合适的溶剂(例如，各种合适的有机溶剂，诸如NMP(N-甲基吡咯烷酮)、丙酮，等等)将其制作成涂层浆料(即，形成溶液)。将明白，粘合剂可以是任何合适的粘合剂，诸如高分子粘合剂(例如，PVDF)。

接着，本申请的制造方法可包括将浆料涂覆在极耳主体的至少一个表面上以形成涂层。将明白，可以采用任何合适的涂层工艺，例如刮涂、流延涂布、挤出涂布、辊涂、喷涂、粉沫涂布等等。以辊涂中的凹版涂布为例，可以首先将凹版辊浸入浆料中；随着凹版辊转动，待涂浆料充满辊表面的凹坑中，用刮刀将辊表面的浆料刮掉，只留下凹坑中的浆料；并且当凹版辊转到与极耳主体接触的位置，在压辊的作用下，将凹坑中的浆料转移到极耳主体的表面。

在本申请的一实施方式中，考虑到裸电芯在装壳时一般会在裸电芯与外壳体之间残留有一定的空间，涂层可被涂覆在主体的正反两面上。由此，正面涂层可吸收残空间中的气体，而反面涂层可吸收裸电芯内的气体。如此，两面涂层能够提供更佳的降低极耳温度、降低电芯内外的压力的效果，并由此进一步提升电芯安全性能。

根据本申请的又一实施方式，为了防止涂层过厚而导致极耳导电性能下降和产生材料浪费，同时为了提供足够的降低极耳温度、降低电芯内的压力的效果，涂层的厚度可以在1.5μm以下。优选地，涂层的厚度可以在0.5-1.3μm之间。更优选地，涂层102的厚度可以是1μm。

在本申请的又一实施方式中，为了使涂层不会占据过多的极耳面积而影响焊接，也不会不良地影响过流面积(过流面积减小会导致电流过大，温度升高)，从而避免造成安全风险，涂层可以不完全覆盖极耳的主体，如从图1中可以看出的。在该实施方式中，涂层被涂覆在主体靠近膜区的边缘上，向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖主体。进一步根据该实施方式，涂层在主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸的预定距离(即，涂层的宽度)在0.5-3mm之间。如图1所示，预定距离d可以在0.5-3mm之间。在一优选实施方式中，预定距离d可以是2mm。这将在下文相关于图2-3更详细地示出和描述。

虽然如上所述，本申请中给出了涂层的宽度和厚度的特定范围，但这仅仅是出于示例的目的。在不影响极耳主体与电芯的整合且涂层可提供足够的高比热性能的情况下，涂层可具有任何合适的厚度和宽度。

最后，本申请的制造方法可包括将经涂覆的极耳主体进行烘干，以获得极耳。在一实施方式中，烘干可以在100℃下烘干1小时。当然，可以采用任何其他合适的烘干工艺、烘干机、烘干温度、烘干时长等等。仅举一例，在采用Na₂O和粘合剂的质量比为9:1的涂层浆料的实施方式中，可通过将溶剂(例如，NMP)烘干来在极耳的至少一个表面上涂覆涂层。

如此，本申请可以获得一种新型极耳，该极耳能被组装在电芯中，从而能够在使用过程中防止电芯的温度上升过高和/或过快，并能够降低电芯内部的压力，同时延长电芯的寿命。

电芯

例如，参考图2-3，其示出了根据本申请的一实施方式的示例电芯的示意图。在此，图2是在被卷成圆柱形电芯之前，未涂敷涂层的极耳主体201、涂层202、膜区203的示意位置图；图3则是圆柱形电芯在卷制完成之后，极耳301(诸如图1的极耳100)与裸电芯303的示意位置图。

在图2中，使用不同的灰度来示出了未涂敷涂层的极耳主体201、涂层202、以及膜区203。可以看出，涂层202表示极耳主体上涂覆有涂层材料的部分，其靠近膜区203并且没有完全覆盖极耳主体。

图3则示出了在卷制成裸电芯203之后，极耳201相对于裸电芯203的位置示意图。当然，为简明起见，图2仅仅示出了极耳201与裸电芯203。本领域技术人员可以明白，电芯还可包括任何其他合适的元件，诸如正负极的顶盖、绝缘胶、金属壳体、各种紧固件，等等，在此不再赘述。

二次电池

在本申请的一个实施方式中，提供了一种二次电池，该二次电池可以是锂离子二次电池、钾离子二次电池、钠离子二次电池、锂硫电池等，特别优选是锂离子二次电池。本申请的二次电池包括图3所示的电芯。

本申请二次电池的形状可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。图4是作为一个示例的方形结构的二次电池5。图5显示了图4的二次电池5的分解图，所述外包装可包括壳体51和盖板53，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，所述底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52，该电极组件封装于所述容纳腔中，所述电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个。

电学装置

在本申请的一个实施方式中，本申请的电学装置包括本申请的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种，所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述电学装置的电源，也可以用作所述电学装置的能量存储单元。所述电学装置包括但不限于移动数字装置(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。

图6是作为一个示例的装置600。该装置600为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该装置对高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用本申请的二次电池(诸如图5所示的二次电池)作为电源。

实施例

作为说明，本申请通过下述一组试验验证了本申请的极耳的有益效果(在该试验中本申请的极耳被用作负极极耳，并且采用铜来制作其主体)。

对比例：采用6μm厚的铜箔，没有任何涂层作为圆柱负极极耳，经过揉平设备揉平，入壳，集流盘焊接，贴胶，顶盖焊接，注液，化成，老化等组装成电芯。

实施例1：使用质量比为9:1的Na₂O和PVDF的混合物，将这一混合物加入NMP中制成溶液(即，浆料)；采用6μm厚的铜箔并利用凹版涂布，将铜箔正反两面均涂上0.5μm厚的Na₂O涂层，烘干作为圆柱负极极耳(此时，该Na₂O涂层包括质量比为9:1的Na₂O和PVDF)。涂层位置在距离极耳下边缘(即，靠近膜区的边缘)2mm处。经过揉平设备揉平，入壳，集流盘焊接，贴胶，顶盖焊接，注液，化成，老化等组装成电芯。

实施例2：Na₂O涂层的厚度为1μm，其余同实施例1。

实施例3：Na₂O涂层的厚度为1.5μm，其余同实施例1。

实施例4-6：涂层材料中的Na₂O改为活性炭，其余分别与实施例1-3相同。

实施例7-9：涂层材料改为质量比为8:1:1的Na₂O、导电碳、PVDF，其余分别与实施例1-3相同。

实施例10-12：涂层材料改为质量比为8:1:1的活性炭、导电碳、PVDF，其余分别与实施例1-3相同。

实施例13：涂层材料改为质量比为4:4:1:1的Na₂O、活性炭、导电碳、PVDF，其余与实施例1相同。

在相关于对比例和实施例1-13的试验中，对极耳温度、电芯内部压力、以及电芯的容量保持率进行了测量。可以明白，这些参数的测量都是本领域技术人员能够容易地作出的。

作为说明，极耳温度在此是通过向电芯内植入的感温线并将感温线连接到外部温度传感器来测试的。在试验中，申请人在电芯顶盖非刻码区域上的不被转接片及极耳遮挡的位置处钻孔，钻孔内径可取决于植入电芯的感温线数量；将打孔处的毛刺进行打磨处理，将顶盖进行清洁处理，去除颗粒物，以免造成电芯内短路；将打孔顶盖与电芯进行激光软连接焊接；将准备好的感温线通过打孔植入电芯表面。随后，极耳温度可通过所植入的感温线来得到。

还作为说明，电芯内部压力在此是通过将电芯内部气体引出到压力测量装置来测得的。在试验中，首先通过将产气钉(例如，塑胶钉)植入电芯，将注满硅油的测压管接合到产气钉，然后将注满硅油的压力表组装到测压管，从而可以通过压力表的传感器来测得电芯内部的气体压力。应该明白，可以使用任何合适的压力表，诸如采用CKD PPX型压力传感器的压力表。在上述各实施例的对比例的试验装置制作完成之后，在25℃室温和一个大气压力条件下，采用1/3C的充电电流将电芯充电至4.25V，随后以4C放电至2.5V。在此充放电过程中，以测得的最高温度和最高压力来作为本次充放电过程中的测得的极耳温度和电芯内部压力。将上述充放电过程重复1000次，取测得的最高温度和最高压力来作为最终的极耳温度和电芯内部压力。本领域技术人员可以明白，C指电芯容量，充放电倍率＝充放电电流/额定容量，因而1/3C即表示电流是额定电流的三分之一，4C表示电流是额定电流的四倍，以此类推。

另外，电芯容量是在电芯充满电后，进行放电并同时记录放电时间，将放电电流乘以时间测得的。在试验中，所得的容量保持率是在上述电芯充放电循环1000次之后，所测得的电芯容量与第一次充放电循环之后测得的容量的百分比。

测得结果如下表所示：

从上表可见，其给出了在使用本申请的极耳的情况下，极耳温度、电芯内部压力、容量保持率均得到改进。

因此，本申请的极耳可以有效地降低负极极耳的温度，吸收电芯内的气体从而降低电芯内部压力，并最终获得了经改进的电池容量保持率，延长了电芯的使用寿命。

本领域技术人员可以理解，上述各步骤的操作顺序只是出于示例的目的给出的，各步骤可以按各种合适的次序来执行。

提供对本申请的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本申请。对本申请的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本申请的精神或范围。由此，本申请并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims

1.一种极耳，包括：

由金属材料制成的主体；以及

涂覆在所述主体的至少一个表面上的涂层，所述涂层包括比热高于所述主体的材料，

其中所述涂层在所述主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖所述主体。

2.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于，所述涂层包括气体吸收材料和粘合剂。

3.根据权利要求1或2所述的极耳，其特征在于，所述气体吸收材料占所述涂层的总质量的80％-90％，且所述粘合剂占所述涂层的总质量的10％-20％。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的极耳，其特征在于，所述气体吸收材料包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O、活性炭中的任何一者或多者，所述粘合剂包括PVDF。

5.根据权利要求1到4中的任一项所述的极耳，其特征在于，所述涂层的厚度在1.5μm以下。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的极耳，其特征在于，所述涂层的厚度在0.5-1.3μm之间。

7.根据权利要求1到6中的任一项所述的极耳，其特征在于，所述预定距离在0.5-3mm之间。

8.根据权利要求1到7中的任一项所述的极耳，其特征在于，所述涂层的厚度是1μm，和/或所述预定距离是2mm。

9.一种制造极耳的方法，包括：

使用金属材料来制作极耳主体；

使用比热高于所述金属材料的材料来制作涂层浆料；

将所述浆料涂覆在所述极耳主体的至少一个表面上以形成涂层，其中所述涂层在所述主体上从主体的靠近膜区的边缘向主体内延伸预定距离，而不完全覆盖所述主体；以及

将经涂覆的极耳主体进行烘干。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述涂层包括所述涂层包括气体吸收材料和粘合剂，且所述气体吸收材料包括NaOH、CaO、CaOH、Na₂O、活性炭中的任何一者或多者，所述粘合剂包括PVDF。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述气体吸收材料占所述涂层的总质量的80％-90％，且所述粘合剂占所述涂层的总质量的10％-20％。

12.根据权利要求9到11中的任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层的厚度在0.5-1.5μm之间，和/或所述预定距离在0.5-3mm之间。

13.根据权利要求9到12中的任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层的厚度是1μm，和/或所述预定距离是2mm。

14.一种包括如权利要求1-9中的任一项所述的极耳的电芯，其中所述极耳通过揉平并焊接到集流盘而被整合到所述电芯。

15.一种包括如权利要求14所述的电芯的二次电池。

16.一种使用如权利要求15所述的二次电池作为电源的电学装置。