CN212461967U - 极耳连接结构及电池 - Google Patents
极耳连接结构及电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212461967U CN212461967U CN202021363927.9U CN202021363927U CN212461967U CN 212461967 U CN212461967 U CN 212461967U CN 202021363927 U CN202021363927 U CN 202021363927U CN 212461967 U CN212461967 U CN 212461967U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tab
- lithium
- lithium metal
- connection structure
- utmost point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
本实用新型涉及化学电源领域，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。
Description
技术领域
本实用新型属于化学电源领域，具体涉及极耳连接结构及包含该连接结构的电池。
背景技术
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。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种极耳连接结构极包含该连接结构的电池。
本实用新型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。
本实用新型另一方面提供一种电池，包括上述极耳连接结构。
本实用新型的极耳连接结构，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
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本实用新型一实施方式的极耳连接结构的示意图。
图2是本实用新型另一实施方式的极耳连接结构的示意图。
图3是实施例1-4和对比例1的电池的循环性能曲线。
其中，附图标记说明如下：
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
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实用新型将全面和完整，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。
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。
下面结合具体实施方式对本实用新型作详细说明。
参照图1和图2，本实用新型的极耳连接结构，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。
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。
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。
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。
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。
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。
在可选的实施方式中，第二极耳13为铜镀镍金属层。
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实用新型并不以此为限。
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。
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。
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℃。
本实用新型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)。本实用新型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。
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，并不对本实用新型的保护范围构成任何限制。
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。
实施例1
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。
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％，Super P在复合浆料中的质量含量为5％，粘结剂在复合浆料中的质量含量为5％，浆料粘度为200mPa·S。
将复合浆料装入静电纺丝装置中，调节静电纺电压为20kV，溶液流速为1mL·h-1，静电纺丝喷头与铜镀镍金属片的距离为1cm，对铜镀镍金属片进行喷涂，然后烘干得到含亲锂层12的第二极耳13，涂覆厚度为0.01μm。
将第一锂金属极耳11与含亲锂层12的第二极耳13贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离之间的距离为2～3mm，采用PP膜包住第一锂金属极耳11非连接部分，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80-90℃。
实施例2
对铜镀镍金属片(第二极耳13)表面进行预处理：使用5mol/L的醋酸除去极耳表面杂质、污垢。
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25％之间，氮、氧共掺杂的石墨烯在复合浆料中的质量含量为12.5％，Super P在复合浆料中的质量含量为6.5％，粘结剂在复合浆料中的质量含量为6％，浆料粘度为600mPa·S。
将复合浆料装入静电纺丝装置中，调节静电纺电压为25kV，溶液流速为3mL·h-1，静电纺丝喷头与铜镀镍金属片(第二极耳13)的距离为3cm，对铜镀镍金属片进行喷涂，然后烘干得到含亲锂层12的第二极耳13，涂覆厚度为5μm。
将第一锂金属极耳11与含亲锂层12的第二极耳13贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离之间的距离为2～3mm，采用PP膜包住第一锂金属极耳11非连接部分，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90-100℃。
实施例3
对铜镀镍金属片(第二极耳13)表面进行预处理：使用10mol/L的醋酸除去极耳表面杂质、污垢。
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30％之间，氮、氧共掺杂的石墨烯在复合浆料中的质量含量为15％，Super P在复合浆料中的质量含量为8％，粘结剂在复合浆料中的质量含量为7％，浆料粘度为1000mPa·S。
将复合浆料装入静电纺丝装置中，调节静电纺电压为30kV，溶液流速为5mL·h-1，静电纺丝喷头与铜镀镍金属片(第二极耳13)的距离为5cm，对铜镀镍金属片进行喷涂，然后烘干得到含亲锂层的第二极耳13，涂覆厚度为10μm。
将第一锂金属极耳11与含亲锂层12的第二极耳13贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离之间的距离为2～3mm，采用PP膜包住第一锂金属极耳11非连接部分，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110-120℃。
实施例4
对铜镀镍金属片(第二极耳13)表面进行预处理：使用5mol/L的醋酸除去极耳表面杂质、污垢。
将聚偏氟乙烯(PVDF)和乙醇混合搅拌均匀，然后加入氯、硫共掺杂的碳纳米管(CNT)与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25％之间，CNT在复合浆料中的质量含量为12.5％，Super P在复合浆料中的质量含量为6.5％，粘结剂在复合浆料中的质量含量为6％，浆料粘度为600mPa·S。
将复合浆料装入静电纺丝装置中，调节静电纺电压为25kV，溶液流速为3mL·h-1，静电纺丝喷头与铜镀镍金属片(第二极耳13)的距离为3cm，对铜镀镍金属片进行喷涂，然后烘干得到含亲锂层的第二极耳13，涂覆厚度为5μm。
将第一锂金属极耳11与含亲锂层12的第二极耳13贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离之间的距离为2～3mm，采用PP膜包住第一锂金属极耳11非连接部分，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105-110℃。
对比例1
将第一锂金属极耳11与表面粗糙处理的第二极耳13贴合，使第二极耳13的下边缘与第一锂金属极耳11上边缘之间的距离之间的距离为2～3mm，采用PP膜包住第一锂金属极耳11非连接部分，随后在常温下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。
将实施例1-4和对比例1的连接结构应用于锂硫电池中。锂硫电池包括正极、负极、隔膜、电解质、负极极耳和含铝正极极耳。负极极耳的连接结构采用实施例1-4和对比例1中制备的极耳连接结构。其中正极材料中活性物质：导电剂：粘结剂＝86：8：6，活性物质为硫碳复合材料，导电剂为Super P，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。负极为金属锂，隔膜为PP隔膜，电解液采用1M LiTFSI/DOL+DME(v:v＝1:1)，添加2wt％硝酸锂作为添加剂。
对制得的电池进行恒流充放电测试，测试倍率为0.2C，电化学窗口为1.75-2.8V，记录前100圈的充放电容量及容量保持率。如图3所示。从图3中可以看出，实施例1-4的电池循环较稳定，可以说明第二极耳13与第一锂金属极耳11的接触保持较好。将上述电池经过30次循环后拆解，发现实施例1-4的电池的第二极耳13与第一锂金属极耳11两者接触良好；而对比例1制备的电池的第二极耳13与第一锂金属极耳11两者接触不良，导电性下降，导致电池容量衰减。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
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所述的极耳连接结构，其特征在于，所述亲锂层包括碳材料或聚合物。
5.根据权利要求1所述的极耳连接结构，其特征在于，所述亲锂层的厚度为0.01-10μm。
6.根据权利要求1所述的极耳连接结构，其特征在于，所述第一锂金属极耳与所述第一极片为一体结构。
7.根据权利要求1所述的极耳连接结构，其特征在于，所述第二极耳为金属极耳，所述第一极片为锂金属极片。
8.根据权利要求7所述的极耳连接结构，其特征在于，所述第二极耳为铜镀镍金属层。
9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的极耳连接结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021363927.9U CN212461967U (zh) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 极耳连接结构及电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021363927.9U CN212461967U (zh) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 极耳连接结构及电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212461967U true CN212461967U (zh) | 2021-02-02 |
Family
ID=74490488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021363927.9U Active CN212461967U (zh) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 极耳连接结构及电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212461967U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113131101A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-16 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 锂金属负极的外接极耳的连接方法 |
-
2020
- 2020-07-13 CN CN202021363927.9U patent/CN212461967U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113131101A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-16 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 锂金属负极的外接极耳的连接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100833808B1 (ko) | 폴리머 전해질 전지 및 그 제조 방법 | |
| CN102959760B (zh) | 柔性电池及其制造方法 | |
| JP5583421B2 (ja) | 角形密閉二次電池及び角形密閉二次電池の製造方法 | |
| CN105393399B (zh) | 堆叠‑折叠型电极组件 | |
| CN201122624Y (zh) | 一种电极引出结构及包含该电极引出结构的电池 | |
| JP4041044B2 (ja) | 電気化学デバイスの製造方法 | |
| CN106252659A (zh) | 柔性一体化薄膜锂硫或锂离子电池电芯、电池及制备方法 | |
| JP2013008564A (ja) | 非水系二次電池およびその製造方法 | |
| JP2012129114A (ja) | 非水系二次電池 | |
| CN106159197A (zh) | 一种柔性一体化薄膜电极及其制备方法 | |
| TWI553942B (zh) | 可充電電池 | |
| JP2004079327A (ja) | 非水二次電池および非水二次電池用正極とその製造方法 | |
| KR20130048706A (ko) | 케이블형 이차전지 | |
| CN105190945A (zh) | 薄型电池 | |
| CN107851768A (zh) | 电化学器件的制造方法 | |
| JP3768026B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2011216408A (ja) | リチウム二次電池及びその製造方法 | |
| JP4670275B2 (ja) | バイポーラ電池および組電池 | |
| CN212461967U (zh) | 极耳连接结构及电池 | |
| JP2011249207A (ja) | 二次電池用電極板 | |
| JP4802217B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2001052660A (ja) | 電 池 | |
| JP4283518B2 (ja) | 電気化学デバイス | |
| JP2023508374A (ja) | 電極および電極組立体 | |
| CN112164823A (zh) | 一种高容量全固态柔性电池及其一体化集成制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 166 Kejiao Road, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Kaibo Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 166 Kejiao Road, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: CHINA AVIATION LITHIUM BATTERY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 166 Kejiao Road, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: AVIC Innovation Technology Research Institute (Jiangsu) Co.,Ltd. Address before: 166 Kejiao Road, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Kaibo Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |