CN115832634A - 负极极片、其制法及包含其的二次电池和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种负极极片及其制备方法，该方法通过滚焊将金属箔片与泡沫金属集流体连接，形成负极极片；其中，金属箔片形成负极极片的极耳，泡沫金属集流体包括孔隙率为60‑99％，可选为80‑85％的泡沫金属层。该方法减少或避免了金属飞屑和虚焊，有利于改善极片的机械强度和导电性。本申请也提供了通过该方法制备的负极极片，以及包含该负极极片的二次电池和用电装置。

Description

负极极片、其制法及包含其的二次电池和用电装置
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种负极极片的制备方法。此外，本申请还涉及通过该方法制成的负极极片，以及包括该负极极片的二次电池和用电装置。
背景技术
近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
目前，在二次电池的负极极片中，采用以泡沫金属作为集流体的负极极片受到广泛关注。这是由于泡沫金属具有较大的孔隙率以及良好的散热结构，有利于电池的热量的散逸，以及抑制锂在极片的沉积，从而提升了电池的循环性能和安全性能，延长电池的使用寿命。
但是，由于泡沫金属的孔隙率较大，机械强度较差，因此负极极片的制造工艺困难，负极极片的机械性能恶化和导电性差；电池出现自放电高、电压不均等现象。
因此，需要提供一种新的负极极片的制备方法，由此获得具有显著改善的机械性能和导电性的负极极片，以及具有明显改善的的循环性能的二次电池。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种极片的制备方法，以避免虚焊和飞溅的金属碎屑，从而改善极片的机械性能和导电性，提高二次电池的循环性能。
本申请的第一方面提供了一种负极极片的制备方法，其特征在于，通过滚焊将金属箔片与泡沫金属集流体连接，形成负极极片；其中，金属箔片形成负极极片的极耳，负极极片的泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层。通过滚焊工艺，避免产生金属屑、虚焊以及压力过大，集流体受损等问题，使极片的机械强度和导电性得以改善。
在任意的实施方式中，本申请所述的滚焊为超声焊接，操作参数如下：功率密度为2.0-28W/cm2，可选为2.5-25W/cm2，又可选为8-12W/cm2；可选地，焊接时压力为0.1MPa-1.0MPa；进一步可选地，焊头的振幅为10μm-50μm。通过精确地控制焊接参数，减少或避免金属飞屑和虚焊，以及泡沫金属集流体过熔和起皱等问题。
在任意的实施方式中，本申请所述的制备方法包括以下连接步骤：通过滚焊，将金属箔片片沿长度方向焊接在泡沫金属集流体的一端或两个相对端，其中，金属箔片各自地与泡沫金属集流体的至少一部分重叠并且延伸超出泡沫金属集流体；所述至少一部分重叠的部分形成焊接区域L2，所述延伸超出的部分形成超出区域L1；
可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域L1的尺寸在2.5％至12.5％范围内，所述焊接区域L2的尺寸在10％至15％范围内，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；可选地，在泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域L1的尺寸为1mm-5mm，所述焊接区域L2的尺寸为4mm-6mm。
由此，电流可以更好地集中在极耳上，提高电流传输效率，改善电流的面密度分布。
进一步地，可以通过滚焊，将金属箔片沿长度方向焊接在泡沫金属集流体的每一端的相对表面上，然后将位于相同一端的相对的两个超出区域L1的金属箔片彼此连接在一起。由此，进一步地增加极片的机械强度，改善电流的面密度分布，极片的导电性得以提升。
在任意的实施方式中，在本申请的制备负极极片的方法中，泡沫金属集流体的沿长度方向延伸的一端或两个相对端各自地包括压缩区段L3，压缩区段包括过渡区L4和平坦区L5；
通过滚焊，将金属箔片焊接在泡沫金属集流体的一端或两个相对端的平坦区L5，其中金属箔片各自地与平坦区的至少一部分重叠并且延伸超出平坦区；所述至少一部分重叠的部分形成平坦焊接区域L6，所述延伸超出的部分形成平坦超出区域L7；
可选地，在泡沫金属集流体的沿宽度方向上，平坦焊接区域L6的尺寸在7.5％至12.5％范围内，平坦超出区域L7的尺寸在2.5％至24％范围内，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；又可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述平坦焊接区域L6的尺寸为3mm-5mm，所述平坦超出区域L7的尺寸为1mm-6mm。
由此，可以在卷绕极片的过程中，避免极耳之间的相互挤压，从而进一步提高极片的机械强度和导电性。
进一步地，可以通过滚焊，将金属箔片沿长度方向焊接在泡沫金属集流体的每一端的相对的平坦区(L5)，然后将位于相同一端的相对的两个平坦超出区域L7的金属箔片彼此连接在一起。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片的制备方法中，极耳的厚度为9μm-50μm，可选10μm-20μm；宽度为6mm-9mm；长度为2mm-15mm，可选3-10mm。由此，可以进一步改善电流的面密度分布，提高电池的导电性。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片的制备方法中，泡沫金属集流体为泡沫金属层，其厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，泡沫金属层由泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫银、泡沫铜铝合金、泡沫铜镍合金中的至少一种构成。这有利于散逸电池的热量，以及抑制锂在极片的沉积，从而提升了电池的循环性能和安全性能。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片的制备方法中，泡沫金属集流体为泡沫金属层-金属箔层-泡沫金属层的复合体；其中泡沫金属层各自的厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；金属箔层的厚度为5μm-100μm，优选为5μm-50μm；可选地，金属箔层选自铜箔层、镍箔层、铝箔层、银箔层中的至少一种。
本申请的第二方面提供一种负极极片。该负极极片包括极耳与泡沫金属集流体，其中极耳由金属箔片形成，泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层；金属箔片与泡沫金属集流体通过滚焊连接在一起，形成本申请的负极极片。由此，得到的负极极片具有改善的机械性能、导电性。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片中，极耳的厚度为9μm-50μm，可选为10μm-20μm，泡沫金属集流体的厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，极耳与泡沫金属集流体的厚度比为1:1至1:10。由此，进一步提高极耳的机械性能和导电性。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片的拉伸力为10-20N，可选为11-18N。
在任意的实施方式中，本申请的负极极片中，极耳与集流体的焊接处的焊缝电阻为1.0-1.8mΩ，可选1.1-1.5mΩ
在任意的实施方式中，本申请的负极极片通过本申请第一方面所述的制备方法而获得。
本申请的第三方面提供一种二次电池，其中，包括通过本申请第一方面所述的制备方法获得的负极极片，以及本申请第二方面所述的负极极片。
本申请的第四方面提供一种用电装置，其包括本申请第三方面所述的二次电池。
【有益效果】
本申请提供的通过滚焊工艺形成负极极片的制备方法，避免了金属飞屑和虚焊的产生，以及泡沫金属集流体过熔和压断等问题，并且改善了负极极片的机械性能和导电性。相应地，本申请提供的负极极片具有良好的机械性能和导电性，由本申请的负极极片和制备方法得到的负极极片而组装成的二次电池和用电装置具有良好的循环性能。
附图说明
图1为本申请一实施方式的负极极片的一部分的俯视结构示意图；
图2为图1所示的本申请一实施方式的负极极片的截面示意图；
图3-1表示通过将金属箔片焊接在泡沫金属得到的极片的部分截面示意图，图3-2表示通过将图3-1所示的超出区域的金属箔片彼此连接在一起所得到的极片的部分截面示意图；
图4-1表示本申请另一实施方式的负极极片示意图，图4-2表示图4-1所示的部分截面的放大示意图；
图5是本申请的又一实施方式的负极极片的一部分的俯视结构示意图；
图6是本申请一实施方式的二次电池的示意图；
图7是图6所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；
图8是本申请一实施方式的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1：泡沫金属集流体；2：金属箔片；L1：超出区域；L2：焊接区域；3：超声焊头；L3：压缩区段；L4：过渡区；L5：平坦区；L6：平坦焊接区域；L7：平坦超出区域；5：二次电池；51：壳体；52：电极组件；53：顶盖组件。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的负极极片及其制造方法、正极极片、二次电池和电学装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“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2-6。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。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，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。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“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。
如果没有特别的说明，在本申请中，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)。
目前，在电池极片的制备工艺中，对于将金属箔片与金属集流体连接的方法，通常采用导电胶粘接或激光焊接的方式。对于导电胶粘接，其连接部分为金属集流体-导电胶-金属箔片的三层结构，由于导电胶的材料和导电率与集流体金属材质均存在差异，因此造成该连接部分的相容性和导电性较差。相比之下，激光焊接是通过在激光作用下使金属集流体与金属箔片之间的熔合来实现的，其克服了上述导电胶粘接的缺点，但是其存在以下问题：第一，产生金属飞屑，粘附在集流体的表面上，致使在卷绕操作中发生相互摩擦而出现刮痕，降低电池的电化学性能；第二，焊接中产生的热量过大，集流体过熔，导致集流体的破坏，极片的生产效率和产品质量较低。这些问题在以泡沫金属为集流体的极片制备中显得尤为显著。这主要是因为泡沫金属的孔隙率较大，机械性能特别是机械强度较低，泡沫金属更易受到影响，甚至遭到破坏。
出乎意料地是，发明人发现：使用滚焊工艺，可以实现孔隙率较大的泡沫金属集流体与金属箔片的连接，同时，泡沫金属集流体的机械性能没有受损，所形成的极片的机械强度和导电性得以显著改善，采用该极片作为负极极片的二次电池具有明显改善的循环性能。
【极片的制备方法】
以下将参照附图对于本发明进行详细描述。
本申请的第一方面提供了一种负极极片的制备方法，其特征在于，通过滚焊将金属箔片与泡沫金属集流体连接，形成负极极片；其中，金属箔片形成负极极片的极耳，泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层。
本申请通过使用滚焊将作为极耳的金属箔片固定连接在泡沫金属集流体上，这不仅可以避免产生金属屑、虚焊以及压力过大，集流体受损等问题，还可以提高极片的加工效率与质量，降低生产制造成本；并且可以充分发挥泡沫金属集流体的良好性能，改善极片的机械强度和导电性，进而提高二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，滚焊为超声焊接，操作参数如下：功率密度为2.0-28W/cm2，可选为2.5-25W/cm2，又可选为8-12W/cm2；可选地，焊接时压力为0.1MPa-1.0MPa；进一步可选地，焊头的振幅为10μm-50μm。
所用的仪器包括超声波金属滚焊机(例如德召尼克Ger-Sonic GS-G20PB-3000型)，其功率为10W-100W；压力为0.1Mpa-1.0Mpa；换能器振幅为10μm-50μm；滚焊速率为0.5-20m/min；超声波的频率为15kHz至40kHz。
功率密度是指每平方厘米的焊接面积上施用的功率。
通过精准控制超声焊接的参数，可以避免在焊接性能过程出现的金属屑、虚焊，以及泡沫金属集流体过熔和起皱等问题。焊接功率和功率密度在上述合适的范围内，可以达到有效焊接的目的；并且防止出现由于焊件(金属箔片与泡沫金属集流体)之间的摩擦力大而产生的泡沫金属集流体过熔的现象。焊接过程中的压力在0.1MPa-1.0MPa范围内，可以防止泡沫金属集流体遭到破坏，甚至被压断。振幅在上述合适的范围内，有利于改善焊接面积和厚度，达到预期的焊接效果。
在一些实施方式中，本申请的极片的制备方法包括以下连接步骤：通过滚焊，将金属箔片2沿长度方向焊接在泡沫金属集流体1的一端或两个相对端(如图1所示)，其中，金属箔片各自地与泡沫金属集流体至少一部分重叠并且延伸超出泡沫金属集流体；所述至少一部分重叠的部分形成焊接区域L2，所述延伸超出的部分形成超出区域L1；可选地，如图2所示，在泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域L1的尺寸在2.5％至12.5％，所述焊接区域L2的尺寸在10％至15％，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；又可选地，在泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域L1的尺寸为1mm-5mm，所述焊接区域L2的尺寸为4mm-6mm。
其中，泡沫金属集流体的长度指的是最长的棱边的尺寸，对应于泡沫金属集流体的长度方向，泡沫金属集流体的宽度指的是第二长的棱边的尺寸，对应于泡沫金属集流体的宽度方向。因此，所述“沿长度方向焊接”是指沿着泡沫金属集流体的最长的棱边的方向上进行焊接。
通过上述滚焊焊接，金属箔片与泡沫金属集流体的表面贴合较好，提高焊接的程度，从而使电流可以更好地集中在极耳上，提高电流传输效率，改善电流的面密度分布。
进一步地，在一些实施方式中，通过滚焊，将金属箔片沿长度方向焊接在泡沫金属集流体的每一端的相对表面上，然后将位于相同一端的相对的两个超出区域L1的金属箔片彼此连接在一起。
其中，金属箔片之间的连接可以通过超声焊接、激光焊接、冷压焊接等实施。
如图3-1所示，在泡沫金属集流体的沿长度方向上，通过滚焊的超声焊头3，在泡沫金属集流体的右端的上表面和相对的下表面，分别焊接金属箔片2，并且金属箔片2延伸超出泡沫金属集流体1的右端(如图3-1所示)，然后将超出区域L1的金属箔片2通过滚焊连接在一起，形成右端极耳(如图3-2所示)。类似地，金属箔片也按照上述方式布置在集流体的左端(未在图3示出)，形成左端极耳。由此，焊接区域L2为金属箔片-泡沫金属集流体-金属箔片形成的三层结构区域，超出区域L1为上表面和相对下表面的金属箔片形成的二层结构区域。
其中，可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域的尺寸在2.5％至12.5％，所述焊接区域的尺寸在10％至15％，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；又可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域的尺寸为1mm-5mm，所述焊接区域的尺寸为4mm-6mm。
由此，进一步地增加极片的机械强度，同时提升极片的导电性，电池的循环性能也得以改善。
在一些实施方式中，泡沫金属集流体的沿长度方向延伸的一端或两个相对端(如图4-1所示)各自地包括压缩区段L3，所述压缩区段包括过渡区L4和平坦区L5；
通过滚焊，将金属箔片焊接在泡沫金属集流体的一端或两个相对端的平坦区L5，其中金属箔片各自地与平坦区L5的至少一部分重叠并且延伸超出平坦区L5；所述至少一部分重叠的部分形成平坦焊接区域L6，所述延伸超出的部分形成平坦超出区域L7；如图4-2示出的负极极片的一端的结构放大示意图。由此，可以在卷绕极片的过程中，避免极耳之间的相互挤压，从而进一步提高极片的机械强度和导电性。
可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，平坦焊接区域L6的尺寸在7.5％至12.5％范围内，平坦超出区域L7的尺寸在2.5％至24％范围内，基于泡沫金属集流体的宽度计；又可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，平坦焊接区域L6的尺寸为3mm-5mm，平坦超出区域L7的尺寸为1mm-6mm。
金属箔片各自地与泡沫金属集流体的过渡区L4是完全不重叠的。
其中，上述具有压缩区段的泡沫金属集流体可以商购得到，也可以通过已知的压缩方法而获得。
在本发明的一个具体实施方式中，本申请的负极极片的制备方法包括以下的压缩步骤和连接步骤：
压缩步骤：对于泡沫金属的沿长度方向延伸的两端，将相同一端的上表面及其相对的下表面在朝向彼此相对的方向上进行压制，在压制中经由坡度表面而逐渐过渡到平坦表面，其中坡度表面的部分形成过渡区，平坦表面的部分形成平坦区，由此获得两端具有包括过渡区和平坦区的压缩区段的泡沫金属；其中，在泡沫金属的沿宽度方向上，过渡区L4的尺寸为0.5mm-3mm，平坦区L5的尺寸为3mm-7mm；压缩区段L3的尺寸为过渡区L4和平坦区L5的尺寸的总和，在3.5mm-10mm范围内。
连接步骤：使用通过上述压缩步骤获得的，两端具有包括过渡区和平坦区的压缩区段的泡沫金属作为集流体，在集流体的沿长度方向上，采用超声滚焊工艺将金属箔片相对地焊接在集流体的上表面的两端的平坦区并且延伸超出平坦区；其中，在泡沫金属的沿宽度方向上，平坦焊接区域L6的尺寸为3mm-5mm，平坦超出区域L7的尺寸为1mm-6mm。
进一步地，在一些实施方式中，通过滚焊，将金属箔片沿长度方向焊接在泡沫金属集流体的每一端的相对的平坦区L5，然后将位于相同一端的相对的两个平坦超出区域L7的金属箔片彼此连接在一起；由此，连接在一起的金属箔片形成极耳，例如，可选地通过模切等机加工工艺形成。
在本申请中，滚焊可以是连续式滚焊或间歇式滚焊。采用连续式滚焊可以快速将金属箔片焊接至集流体上，连接步骤耗时短且操作难度低；但是，在连接步骤之后还要进行模切步骤，即采用模切机将延伸超出泡沫集流体的金属箔片进行切割，形成以一定间距排列的呈齿形的金属箔片，这些金属箔片即为负极极片的极耳，如图5所示。采用间歇式滚焊，无需后续模切步骤，极耳一次成型，如图5所示。然后将图5所示的负极极片，沿长度方向裁剪泡沫金属集流体，得到其中一端布置有极耳的两个负极极片，用于制备二次电池。
任选地，在本申请的滚焊步骤中，还设置了吹风系统，防止焊接过程中偶然产生的金属屑或颗粒飞溅到泡沫金属集流体的表面上。
在本申请中，滚焊技术可以是条焊，也可是点焊。所用的滚焊焊头可以根据焊件的具体形状进行选择。滚焊焊头的形状可以是车轮形、圆形、阶梯形、矩形、十字形或点阵形。
在本申请中，本申请的极片的制备方法中，金属箔片的厚度为5μm-100μm，可选5μm-50μm；可选地，所述金属箔片选自镍箔片、铝箔片、铜箔片、银箔片中的至少一种。
在一些实施方式，本申请的极片的制备方法中，极耳的厚度为9μm-50μm，可选10μm-20μm；宽度为6mm-9mm；长度为2mm-15mm，可选3mm-10mm。由此，可以进一步改善电流的面密度分布，提高电池的导电性。
其中，所述“极耳的厚度”是指金属箔片经滚焊后在超出区域或平坦超出区域中的厚度。
所述“极耳的宽度”是指金属箔片经滚焊后在泡沫金属集流体的沿宽度方向上的尺寸；也就是说，在泡沫金属集流体的沿宽度方向上，超出区域L1的尺寸和焊接区域L2的尺寸的总和；或者对于具有压缩区段的泡沫金属集流体而言，平坦焊接区域L6的尺寸和平坦超出区域L7的尺寸的总和。
所述“极耳的长度”是指金属箔片经滚焊后在泡沫金属集流体的沿长度方向上的尺寸。可选地，极耳可以是以一定间距排列的呈齿形的若干个金属箔片，每一个单独的金属箔片在沿泡沫金属集流体的长度方向上具有期望的长度。
在一些实施方式中，在本申请的极片的制备方法中，泡沫金属集流体为泡沫金属层，其厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，所述泡沫金属层由泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫银、泡沫铜铝合金、泡沫铜镍合金中的至少一种构成。这有利于电池的热量的散逸，以及抑制锂在极片的沉积，从而提升了电池的循环性能和安全性能，延长电池的使用寿命。
在一些实施方式中，在本申请的极片的制备方法中，泡沫金属集流体为泡沫金属层-金属箔层-泡沫金属层的复合体；其中泡沫金属层的各自的厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；金属箔层的厚度为5μm-100μm，优选为5μm-50μm；
可选地，所述金属箔层选自铜箔层、镍箔层、铝箔层、银箔层中的至少一种。
本申请的第二方面提供了一种负极极片。该负极极片包括极耳与泡沫金属集流体，其中极耳由金属箔片形成，泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层；金属箔片与泡沫金属集流体通过滚焊连接在一起，形成本申请的负极极片。由此，得到的负极极片具有改善的机械性能、导电性。
在一些实施方式中，本申请的负极极片中，极耳的厚度为9μm-50μm，可选为10μm-20μm，泡沫金属集流体的厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，极耳与泡沫金属集流体的厚度比为1:1至1:10。由此，进一步提高极耳的机械性能和导电性。
本申请的负极极片的拉伸力为10-20N，可选为11-18N。与现有技术中通常采用的导电胶粘接或激光焊接的方式进行连接得到的负极极片相比，本申请的负极极片的拉伸力显著提升。
在本申请中，负极极片的拉伸力的测试方法如下：使用拉力测试仪进行测量，将负极极片的泡沫金属集流体的一端(没有连接极耳)固定于夹具上，将相对一端的极耳进行拉伸(拉伸速率为10mm/min至50mm/min)，测定拉断时的拉伸力。所用的试验机例如WDSl00型电子万能材料试验机。
本申请的负极极片中，极耳与集流体的焊接处的焊缝电阻为1.0-1.8mΩ，可选1.1-1.5mΩ。与现有技术中通常采用的导电胶粘接或激光焊接的方式进行连接得到的负极极片相比，本申请的负极极片的焊缝电阻显著降低。
在本申请中，焊缝电阻的测试方法如下：使用电阻测试仪对极片进行测量，正、负极夹子分别夹持住极片的极耳一端与集流体(没有连接极耳)一端，并且夹持位置靠近焊缝处(极耳与及集流体的连接界线处)，即可测定极耳与集流体连接处的电阻。所用的电阻测试仪例如手持式三相直流电阻测试仪。
在一些实施方式中，本申请的负极极片通过本申请的第一方面所述的负极极片的制备方法获得。
其中，负极极片中极耳的厚度与泡沫金属集流体的厚度比为1:1至1:10；负极极片的拉伸力为10-20N，可选为11-18N；负极极片中极耳与集流体的焊接处的焊缝电阻为1.0-1.8mΩ，可选1.1-1.5mΩ
任选地，本发明的负极极片还包括在所述泡沫金属集流体的至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括负极活性材料。
作为示例，泡沫金属集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在泡沫金属集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
在一些实施方式中，上述具有负极膜层的负极极片的制备方法包括：压缩步骤、涂覆步骤、焊接步骤、模切步骤；
其中，
涂覆步骤：将上述用于制备负极膜层的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在泡沫金属集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到具有负极膜层的泡沫金属集流体；
压缩步骤、焊接步骤、模切步骤如本申请所述。应理解，本申请的负极极片不仅可以用于二次电池，也可以用于其他的任何电池、电池模块、电池包或用电装置。
二次电池
下文对本申请的二次电池和用电装置进行说明。
二次电池
本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池，其中，包括通过本申请一方面所述的制备方法获得的负极极片，以及本申请的第二方面所述的负极极片。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
[正极极片]
本申请的二次电池中，正极极片可以是下述常用的正极极片或者由下述通常的制备方法获得的正极极片。
正极极片包括正极集流体，以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，所述正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以选自固态电解质及液态电解质(即电解液)中的至少一种。
在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或几种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸亚丁酯(BC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1,4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)及二乙砜(ESE)中的一种或几种。
在一些实施方式中，电解液中还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂，也可以包括正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间起到隔离的作用。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
[外包装]
在一些实施方式中，二次电池可以包括外包装，用于封装正极极片、负极极片和电解质。作为一个示例，正极极片、负极极片和隔离膜可经叠片或卷绕形成叠片结构电芯或卷绕结构电芯，电芯封装在外包装内；电解质可采用电解液，电解液浸润于电芯中。二次电池中电芯的数量可以为一个或几个，可以根据需求来调节。
在一个实施方式中，本申请提供一种电极组件。在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。所述外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，如可包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等中的一种或几种。在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。
二次电池的制备方法
在一个实施方式中，本申请提供一种二次电池的制备方法，其中，使用本申请所述的负极极片或根据本申请所述的方法制备的负极极片。
二次电池的制备还可以包括将本申请的负极极片、正极极片和电解质组装形成二次电池的步骤。在一些实施方式中，可将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序卷绕或叠片，使隔离膜处于正极极片与负极极片之间起到隔离的作用，得到电芯。将电芯置于外包装中，注入电解液并封口，得到二次电池。
在一些实施方式中，二次电池的制备包括根据本申请所述的方法制备负极极片的步骤。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图6是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图7，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，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。电极组件52封装于所述容纳腔内。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，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
图8是作为一个示例的用电装置。该装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为本领域通常使用的可以通过市购获得的常规产品。本申请实施例中各成分的含量，如果没有特别说明，均以不含结晶水的质量计。下面通过实施例来详细说明本申请，该说明是非限制性的。
本申请实施例涉及的原材料来源如下：
泡沫铜箔：购自梧州三和新材料科技有限公司，规格如下：长度为80mm，宽度为40mm，厚度为20μm，孔隙率分别为90％、60％、80％、85％、99％。
铜金属箔片：购自北京聚光赢创科技有限公司，规格如下：长度为80mm，宽度为8mm，厚度为10μm。
锂二次电池的制备
实施例1
【正极极片的制备】
将正极活性材料LiFePO4、导电助剂碳黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照质量比97:0.5:2.5进行混合，加入溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下获得正极浆料；将正极浆料以涂布重量0.360g/1540mm2均匀涂敷在厚度为10μm的正极集流体铝箔上；将铝箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到正极极片。
【负极极片的制备】
连接步骤：取泡沫铜箔(孔隙率为90％)作为集流体，采用超声滚焊工艺(德召尼克Ger-Sonic GS-G20PB-3000型超声波金属滚焊机(购自德召尼克(常州)焊接科技有限公司(焊头面积为20mm×20mm)，功率为40W，振幅为25μm，压力为0.25MPa，滚焊速率为10m/min)将铜金属箔片沿长度方向焊接在泡沫铜箔集流体的的相对的两端并且延伸超出集流体，其中铜金属箔片分别位于泡沫铜箔集流体的上表面的两端，所述如图2所示，超出区域L1为3mm；焊接区域L2为5mm。
模切步骤：对于超出区域的铜金属箔片，使用模切机进行切割，得到如图5所示的呈齿形的极耳，然后沿长度方向裁剪泡沫金属集流体，得到一端具有极耳的两个尺寸相同的负极极片，即为本实施例所用的负极极片。
极耳的长度为8mm，宽度为8mm，厚度为10μm。
【电解液】
采用1M双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)的二甲醚(Methoxymethane,DME)溶液作为电解液。
【隔离膜】
采用厚度为9μm的聚丙烯膜作为隔离膜。
【锂二次电池的制备】
在含水量(H2O)<10ppm、含氧量(O2)<10ppm的氩气气氛手套箱中，将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将容量为0.59Ah的裸电芯置于外包装箔中，将上述制备好的0.25g电解液注入到干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得无负极锂金属二次电池。外包装为48mm(宽度)×204mm(长度)×86mm(高度)的塑料外壳，壳体的厚度为1.5mm；电池群裕度为93％。
实施例2-5
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，在负极极片的制备过程中，改变作为集流体的泡沫铜箔的孔隙率，分别为60％、80％、85％、99％。
实施例6-7
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，在负极极片的制备过程中，改变超声焊接功率，分别为10、100W。
实施例8
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，负极极片的制备过程如下：
连接步骤：取泡沫铜箔(孔隙率为90％)作为集流体，采用超声滚焊工艺(功率为40W，振幅为25μm，压力为0.25MPa，滚焊速率为10m/min)将铜金属箔片沿长度方向焊接在泡沫铜箔集流体的两端的上表面及其相对的下表面，并且延伸超出集流体如图3-1所示。然后，将位于相同一端的超出区域的两个相对的金属箔片通过超声滚焊(功率为50W，振幅为35μm，压力为0.4MPa，滚焊速率为10m/min)彼此连接在一起，其中超出区域为3mm；焊接区域为5mm；如图3-2所示。
模切步骤：与实施例1相同。
极耳的长度为8mm，宽度为8mm，厚度为10μm。
实施例9
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，负极极片的制备过程如下：
压缩步骤：对于泡沫铜箔(孔隙率为90％)的沿宽度方向延伸的两端，通过辊压机(0.5MPa)将距离相同一端的6mm的上表面和下表面进行相向压制，在压制中经由坡度表面而逐渐过渡到平坦表面，其中坡度表面的部分形成过渡区L4，平坦表面的部分形成平坦区L5，由此获得两端具有包括过渡区L4和平坦区L4的压缩区段L3的泡沫铜箔；其中，在泡沫铜箔的沿宽度方向上，过渡区L4的尺寸为1mm，平坦区L5的尺寸为5mm；
连接步骤：使用通过上述压缩步骤获得的两端具有包括过渡区和平坦区的压缩区段的泡沫铜箔作为集流体，采用超声滚焊工艺(功率为40W，振幅为25μm，压力为0.25MPa，滚焊速率为10m/min)将铜金属箔片沿长度方向焊接在集流体的两端的上表面的平坦区L5并且延伸超出平坦区L5；其中，在泡沫铜箔的沿宽度方向上，平坦焊接区域的尺寸L6为4mm，平坦超出区域的尺寸L7为4mm，如图4-1和4-2所示。
模切步骤：对于平坦超出区域的铜金属箔片，使用模切机进行切割，得到如图5所示的呈齿形的极耳，然后沿长度方向裁剪泡沫金属集流体，得到一端具有极耳的两个尺寸相同的负极极片，即为本实施例所用的负极极片。
极耳的长度为8mm，宽度为8mm，厚度为10μm。
实施例10
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例9，区别在于，负极极片的制备过程如下：
压缩步骤：与实施例9相同；
连接步骤：使用通过上述压缩步骤获得的两端具有包括过渡区和平坦区的压缩区段的泡沫铜箔作为集流体，采用超声滚焊工艺(功率为40W，振幅为25μm，压力为0.25MPa，滚焊速率为10m/min)将铜金属箔片沿长度方向焊接在集流体的每一端的两个相对的平坦区L5并且延伸超出平坦区，换言之，将铜金属箔片分别焊接在泡沫铜箔集流体的两端的上表面以及相对的下表面的平坦区；然后，将位于相同一端的两个相对的平坦超出区域的金属箔片通过超声滚焊工艺(功率为50W，振幅为35μm，压力为0.4MPa，滚焊速率为10m/min)彼此连接在一起；其中，在泡沫铜箔的沿宽度方向上，平坦焊接区域的尺寸为4mm，平坦超出区域的尺寸为4mm。
模切步骤：与实施例9相同。
极耳的长度为8mm,宽度为8mm,厚度为10μm。
对比例1
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，在制备负极极片的连接步骤中，采用以导电炭为填料的环氧树脂作为粘结剂将铜金属箔片与泡沫铜箔粘接；然后转移至烤箱在100℃下固化40分钟，而不是超声滚焊工艺。
极耳的长度为8mm,宽度为8mm,厚度为10μm。
对比例2
锂二次电池的制备过程整体上参照实施例1，区别在于，在制备负极极片的连接步骤中，采用激光焊接工艺将Cu金属箔片与泡沫铜箔焊接制成负极极片，而不是超声滚焊工艺。其中，激光焊接功率为30W，波长为1064nm，光斑28μm，脉冲频率分别为100kHz。
【性能测试】
1.极片的抗拉伸测试
使用WDSl00型电子万能材料试验机(购自济南辰达试验机制造有限公司)测试样品进行测量，将集流体的一端(没有连接极耳)固定于夹具上，将相对一端的极耳在彼此朝向相反的方向上进行拉伸(拉伸速率为10mm/min)，测得在拉断时显示的拉力数值。
测试样品为上述实施例和对比例所制备的负极极片。
2.极片的焊缝电阻测试
使用手持式三相直流电阻测试仪(购自美国Megger)对极片进行测量，正、负极夹子分别夹持住极片的极耳一端与集流体(没有连接极耳)一端，并且夹持位置靠近焊缝处(极耳与及集流体的连接界线处)，即可测定极耳与集流体连接处的焊缝电阻。
极片为上述实施例和对比例所制备的负极极片。
3.电池库伦效率测试
1)室温下利用定电流-定电压模式(CC-CV mode)对测试电池进行充电。先在定电流模式下以0.1C的固定电流充电至电压升为4.2V，接着切换为定电压模式，截至电流为0.02C，使电池完全充饱。
2)然后以0.1C进行定电流模式放电至3.5V。
3)以上述充放电方式循环200圈。
4)计算并记录在200圈时的库伦效率(在200圈时的放电容量/充电容量*100％)，得到下表。测试样品为上述实施例和对比例所制备的极片。
测试电池为上述实施例和对比例所制备的锂二次电池。
Figure BDA0003700467350000251
Figure BDA0003700467350000261
与对比例1和2相比，本发明的实施例中通过滚焊焊接形成的负极极片，其抗拉伸性能明显提升，焊缝电阻显著降低，由其制成的锂二次电池的库伦效率得以显著改善，循环性能明显提高。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (16)

1.一种负极极片的制备方法，其特征在于，通过滚焊将金属箔片与泡沫金属集流体连接，形成所述负极极片；其中，所述金属箔片形成负极极片的极耳，所述泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滚焊为超声焊接，其中功率密度为2.0-28W/cm2，可选为2.5-25W/cm2，又可选为8-12W/cm2；可选地，焊接时压力为0.1MPa-1.0MPa；进一步可选地，焊头的振幅为10μm-50μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下连接步骤：
通过滚焊，将所述金属箔片沿长度方向焊接在所述泡沫金属集流体的一端或两个相对端，其中，所述金属箔片各自地与所述泡沫金属集流体的至少一部分重叠并且延伸超出所述泡沫金属集流体；所述至少一部分重叠的部分形成焊接区域(L2)，所述延伸超出的部分形成超出区域(L1)；
可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域(L1)的尺寸在2.5％至12.5％范围内，所述焊接区域(L2)的尺寸在10％至15％范围内，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；
又可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述超出区域(L1)的尺寸为1mm-5mm，所述焊接区域(L2)的尺寸为4mm-6mm。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过滚焊，将所述金属箔片沿长度方向焊接在所述泡沫金属集流体的每一端的相对表面上，然后将位于相同一端的相对的两个超出区域(L1)的所述金属箔片彼此连接在一起。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泡沫金属集流体的沿长度方向延伸的一端或两个相对端各自地包括压缩区段(L3)，所述压缩区段包括过渡区(L4)和平坦区(L5)；
通过滚焊，将所述金属箔片焊接在所述泡沫金属集流体的一端或两个相对端的平坦区(L5)，其中所述金属箔片各自地与所述平坦区(L5)的至少一部分重叠并且延伸超出所述平坦区(L5)；所述至少一部分重叠的部分形成平坦焊接区域(L6)，所述延伸超出的部分形成平坦超出区域(L7)；
可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述平坦焊接区域(L6)的尺寸在7.5％至12.5％范围内，所述平坦超出区域(L7)的尺寸在2.5％至24％范围内，基于所述泡沫金属集流体的宽度计；
又可选地，在所述泡沫金属集流体的沿宽度方向上，所述平坦焊接区域(L6)尺寸为3mm-5mm，所述平坦超出区域(L7)的尺寸为1mm-6mm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过滚焊，将所述金属箔片沿长度方向焊接在所述泡沫金属集流体的每一端的相对的平坦区L5，然后将位于相同一端的相对的两个所述平坦超出区域(L7)的金属箔片彼此连接在一起。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述极耳的厚度为9μm-50μm，可选为10μm-20μm；宽度为6mm-9mm；长度为2mm-15mm，可选为3mm-10mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述泡沫金属集流体为泡沫金属层，其厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，所述泡沫金属层由泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫银、泡沫铜铝合金、泡沫铜镍合金中的至少一种构成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述泡沫金属集流体为泡沫金属层-金属箔层-泡沫金属层的复合体；其中，所述泡沫金属层各自的厚度为10μm-1000μm，可选为10-100μm；所述金属箔层的厚度为5μm-100μm，优选为5μm-50μm；
可选地，所述金属箔层选自铜箔层、镍箔层、铝箔层、银箔层中的至少一种。
10.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括极耳与泡沫金属集流体，其中所述极耳由金属箔片形成，所述泡沫金属集流体包括孔隙率为60-99％，可选为80-85％的泡沫金属层；所述金属箔片与所述泡沫金属集流体通过滚焊连接在一起，形成所述负极极片。
11.根据权利要求10所述的负极极片，其特征在于，其中所述极耳的厚度为9μm-50μm，可选为10μm-20μm，所述泡沫金属集流体的厚度为10μm-1000μm，可选为10μm-100μm；可选地，所述极耳与所述泡沫金属集流体的厚度比为1:1至1:10。
12.根据权利要求10所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片的拉伸力为10-20N，可选为11-18N。
13.根据权利要求10所述的负极极片，其特征在于，其中所述极耳与所述集流体的焊接处的焊缝电阻为1.0-1.8mΩ，可选1.1-1.5mΩ。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的负极极片，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的方法制得。
15.一种二次电池，包括根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的负极极片或权利要求10-14中任一项所述的负极极片。
16.一种用电装置，包括根据权利要求15所述的二次电池。
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