本发明属于能源储存技术领域，涉及一种电池组件，尤其涉及一种电池极耳及其制备方法和锂电池。
背景技术：
锂离子电池由于具有较高的质量能量密度和体积能量密度、较高的工作电压、较宽的使用温度、使用寿命长、对环境友好等等，被广泛的应用到移动电话、笔记本电脑以及各种电动汽车，甚至航空航天、风能太阳能储能设备上。然而，锂离子电池在应用的时候存在一定的安全隐患，尤其是在高温和碰到尖锐体的情况下会发生剧烈燃烧，在动力电池领域会带来巨大的危害。
随着锂电池能量密度的提高，锂电池的安全问题越来越凸显。从锂电池发生安全事故的特征来看，锂电池安全失效基本上都伴随热失控。虽然锂电池本身有安全阀等保护装置，但从锂电池安全保护功能来看，这一结构响应时间短，并不能满足安全性能要求。
cn203242692u公开了一种锂离子电池极耳结构，该锂离子电池极耳结构，包括头部极耳、尾部极耳、ptc热敏电阻和密封圈，ptc热敏电阻串联于头部极耳和尾部极耳之间，并且头部极耳的一端通过ptc热敏电阻与尾部极耳的一端电连接，头部极耳的另一端伸出于密封圈且与外电路电连接，尾部极耳的另一端与集流体焊接。该极耳结构操作简单、易加工、感应迅速、不易受外部力量而损坏，当电池过热或者电流过大时，串联于头部极耳和尾部极耳之间的ptc热敏电阻可以迅速的感温电阻增大而断开电路，提高电池安全性而且该极耳的保护功能具有可恢复性。
cn205508931u公开了一种过流保护型软包装锂离子电池极耳及其极耳带，该方案提供的一种过流保护型软包装锂离子电池极耳，包括头部镍带、尾部镍带、ptc热敏电阻和极耳胶，所述头部镍带与尾部镍带具有重叠连接部，所述ptc热敏电阻夹设于头部镍带与尾部镍带的重叠连接部之间，所述极耳胶包覆于头部镍带与尾部镍带的重叠连接部外侧。本发明既简化了锂离子电池pack工序的焊接操作，又使热敏电阻成为电芯的一个不可分割的组件，避免了安规测试时因需要把锂离子电池外部连接的安全保护元件人为剪掉而导致的安全失效，确保了热敏电阻的作用，从而提高软包装锂离子电池的安全性能，大大提高了锂离子电池通过安规测试的概率。
cn203631652u公开了锂离子电池极耳连接结构及锂离子电池，该方案极片极耳与盖帽极耳是通过之间串接的热敏电阻电连接形成导体的。由此，若热量通过热敏电阻，热敏电阻3由于自身特性遇温上升而电阻增大，最终达到断开极片极耳与盖帽极耳的电连接，从而放置热量进一步的传递。而当温度下降，热敏电阻电阻下降又能恢复正常工作，可反复起到保护电池的作用。
cn204857845u公开了一种锂离子电池安全结构，该方案的安全结构包括极耳、导热部以及温度保险丝，温度保险丝包括输入端、输出端、盛放有热敏电阻的热敏电阻元件以及热量接收部，输入端以及输出端与盛放在热敏电阻元件内部的热敏电阻组成串联电路，热量接收部设置在热敏电阻元件上，导热部能够由锂离子电池的内部吸收热量，并传递至热量接收部，极耳的一端伸入到锂离子电池的内部，另一端与输入端连接。该方案所提供的锂离子电池安全结构能够通过导热部直接将锂离子电池内部的热量传递至温度保险丝，使得温度保险丝能够在电池内部温度过高时及时发挥作用，有效避免了因过充等导致锂离子电池过热损坏的问题。
cn203103384u公开了一种具有过流保护功能的软包装锂离子电池极耳，所述极耳包括极耳、pp热熔胶，其特征在于所述极耳上安装有热敏电阻。该方案提供的极耳能够有效提高软包装锂离子电池的安全性能，降低在客户实际使用的安全风险，并降低生产过程中因设备问题导致电池着火的安全隐患。
但是上述方案中，热敏电阻均是安装或连接在极耳或电池上的，这会影响其反应灵敏度，使其存在一定安全隐患。因此，开发一种更加安全的极耳结构对于本领域有重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电池极耳及其制备方法和锂电池，本发明提供的电池极耳可在锂电池内部温度超过一定值时，极耳电阻立即发生急剧变化，有助于提升锂电池的安全性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电池极耳，所述电池极耳包括主体材料和热敏电阻材料，所述热敏电阻材料掺杂在主体材料中。
本发明中，热敏电阻均匀地掺杂在极耳的主体材料中，这使得本发明提供的电池极耳具有极好的灵敏性，可以更快地通过极耳的电阻变化反映出电池内部的温度变化，这有助于更好地提升电池的安全性，减少电池因为热失控带来的安全性风险。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述主体材料包括铝和/或镍。
优选地，所述热敏电阻材料为正温度系数热敏电阻材料。
优选地，所述热敏电阻材料包括batio3。
作为本发明优选的技术方案，以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2-10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本发明中，如果热敏电阻材料的质量分数过低会导致热敏电阻材料感应强度减弱，如果热敏电阻材料的质量分数过高会导致极耳主体材料减少，极耳电阻突增，同时热敏电阻材料感应强度较强。
作为本发明优选的技术方案，所述极耳的宽度为3-10mm，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述极耳的长度为50-100mm，例如50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述极耳的厚度为0.5-2.0mm，例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述电池极耳的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将主体材料与热敏电阻材料混合，在惰性气氛中升温至煅烧温度后进行煅烧，煅烧后退火，得到所述电池极耳。
本发明提供的制备方法，通过煅烧使得主体材料与热敏电阻材料熔融复合，热敏电阻材料均匀地掺杂在极耳的主体材料中，使得极耳的灵敏性得到很大的加强，可以更快地通过电阻变化反应温度的变化。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中，所述升温的升温速率为50-80℃/min，例如50℃/min、55℃/min、60℃/min、65℃/min、70℃/min、75℃/min或80℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述煅烧温度为1600-1700℃，例如1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃、1650℃、1660℃、1670℃、1680℃、1690℃或1700℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述进行煅烧的时间为10-15h，例如10h、11h、12h、13h、14h或15h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速度高于第二降温阶段。这样的两阶段退火步骤的好处在于两阶段退火有利于batio3形成完整的晶体结构，减少晶体结构缺陷。
优选地，所述退火的第一降温阶段的降温速率为10-15℃/min，例如10℃/min、11℃/min、12℃/min、13℃/min、14℃/min或15℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述退火的第一降温阶段将温度降低至500-600℃，例如500℃、520℃、540℃、560℃、580℃或600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述退火的第二降温阶段为降温速率为1-5℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min或5℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述退火的第二降温阶段的降温方式为自然冷却降温。
优选地，所述退火的第二降温阶段将温度降低至20-30℃，例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述惰性气氛包括氮气气氛和/或氩气气氛。
所述主体材料包括铝和/或镍。
优选地，所述热敏电阻材料为正温度系数热敏电阻材料。
优选的，所述热敏电阻材料包括batio3。
优选地，以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2-10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法还包括：将所述电池极耳延压，并进行裁切。
优选地，所述延压将电池极耳的厚度延压至0.5-2.0mm，例如例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述裁切将电池极耳的长度裁切至50-100mm，例如50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述裁切将电池极耳的宽度裁切至3-10mm，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
将主体材料与热敏电阻材料混合，在惰性气氛中以50-80℃/min的加热速率加热至1600-1700℃，在该温度下煅烧10-15h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为10-15℃/min，将温度降低至500-600℃，第二降温阶段为降温速率为1-5℃/min，将温度降低至20-30℃，得到所述电池极耳，将所述电池极耳的厚度延压至0.5-2.0mm，将所述电池极耳的长度裁切至50-100mm，宽度裁切至3-10mm；
其中，所述主体材料包括铝和/或镍，所述热敏电阻材料包括batio3，以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2-10wt％。
第三方面，本发明提供一种锂电池，所述锂电池包含如第一方面所述的电池极耳。
作为本发明优选的技术方案，所述锂电池还包含内阻监测系统。
所述内阻检测系统，通过检测电池极耳内阻的急剧变化，获知电池内阻温度的剧烈变化。
本发明中，温度监测系统可以对极耳的电阻变化进行检测，通过本发明提供的极耳的电阻变化快速判读锂电池异常并将其切断，保证锂电池的使用安全性。本发明提供的这种锂电池为安全电池。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的电池极耳在保证极耳本身导电功能的提前下，还具有通过电阻变化反应温度变化的功能，当温度达到一定值时，极耳电阻立即发生急剧变化，具有极好的灵敏性，可以更快地通过极耳的电阻变化反映出电池内部的温度变化，有助于更好地提升电池的安全性。本发明提供的电池极耳可实现在锂电池内的温度突变至70-80℃时，经过0-5s时间极耳的电阻突变超过5mω。
(2)本发明提供的制备方法将主体材料与热敏电阻材料熔融复合，热敏电阻材料均匀地掺杂在极耳的主体材料中，使得极耳的灵敏性得到很大的加强，可以更快地通过电阻变化反应温度的变化，同时本发明提供的制备方法操作简单，流程短，成本低，适于进行工业化大规模生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1
本实施例按照如下方法制备电池极耳。
将主体材料镍与热敏电阻材料batio3混合(以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为6wt％)，在氮气气氛中以65℃/min的加热速率加热至1650℃，在该温度下煅烧12.5h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为12.5℃/min，将温度降低至550℃，第二降温阶段为降温速率为3℃/min，将温度降低至25℃，得到所述电池极耳。
将所述电池极耳的厚度延压至1.0mm，将所述电池极耳的长度裁切至75mm，宽度裁切至6mm。所述电池极耳以镍的质量为100％计，极耳中的batio3的质量分数为6wt％。
本实施例的电池极耳安全性测试的方法为：
将本实施例制备得到的极耳用于锂电池的极片中，所述锂电池含有内阻监测系统，所述内阻检测系统为maccorseries4000h动力电池测试系统。采用1khz交流阻抗方法对该锂电池进行测试。
测试结果为：当锂电池内的温度突变至70-80℃时，经过0-5s时间极耳的电阻突变超过5mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断，保证了电池的安全。
实施例2
本实施例按照如下方法制备电池极耳。
将主体材料铝与热敏电阻材料batio3混合(以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为2wt％)，在氩气气氛中以50℃/min的加热速率加热至1600℃，在该温度下煅烧15h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为10℃/min，将温度降低至500℃，第二降温阶段为降温速率为1℃/min，将温度降低至30℃，得到所述电池极耳。
将所述电池极耳的厚度延压至0.5mm，将所述电池极耳的长度裁切至50mm，宽度裁切至3mm。所述电池极耳以铝的质量为100％计，极耳中的batio3的质量分数为2wt％。
用实施例1的方法测试本实施例得到的电池极耳的安全性能，当锂电池内的温度突变至70-80℃时，经过0-3s时间极耳的电阻突变超过5mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断，保证了电池的安全。
实施例3
本实施例按照如下方法制备电池极耳。
将主体材料镍与热敏电阻材料batio3混合(以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为10wt％)，在氮气气氛中以80℃/min的加热速率加热至1700℃，在该温度下煅烧10h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为15℃/min，将温度降低至600℃，第二降温阶段为降温速率为5℃/min，将温度降低至20℃，得到所述电池极耳。
将所述电池极耳的厚度延压至2.0mm，将所述电池极耳的长度裁切至100mm，宽度裁切至10mm。所述电池极耳以镍的质量为100％计，极耳中的batio3的质量分数为10wt％。
用实施例1的方法测试本实施例得到的电池极耳的安全性能，当锂电池内的温度突变至70-80℃时，经过5-8s时间极耳的电阻突变超过5mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断，保证了电池的安全。
实施例4
本实施例按照如下方法制备电池极耳。
将主体材料铝与热敏电阻材料batio3混合(以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为45wt％)，在氮气和氩气的混合气氛中以65℃/min的加热速率加热至1650℃，在该温度下煅烧12.5h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为12.5℃/min，将温度降低至550℃，第二降温阶段为降温速率为2℃/min(自然冷却)，将温度降低至25℃，得到所述电池极耳。
将所述电池极耳的厚度延压至1.0mm，将所述电池极耳的长度裁切至75mm，宽度裁切至6mm。所述电池极耳以铝的质量为100％计，极耳中的batio3的质量分数为45wt％。
本实施例中，热敏电阻材料的质量分数过高，这会导致极耳电阻突增，也会使热敏电阻感应强度增强。
用实施例1的方法测试本实施例得到的电池极耳的安全性能，当锂电池内的温度突变至70-80℃时，经过0-2s时间极耳的电阻突变超过5mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断。
实施例5
本实施例按照如下方法制备电池极耳。
将主体材料铝与热敏电阻材料batio3混合(以所述主体材料的质量为100％计，所述热敏电阻材料的质量分数为1wt％)，在氮气和氩气的混合气氛中以65℃/min的加热速率加热至1650℃，在该温度下煅烧12.5h，再进行退火，所述退火包括第一降温阶段和第二降温阶段，第一降温阶段的降温速率为12.5℃/min，将温度降低至550℃，第二降温阶段为降温速率为2℃/min(自然冷却)，将温度降低至25℃，得到所述电池极耳。
将所述电池极耳的厚度延压至1.0mm，将所述电池极耳的长度裁切至75mm，宽度裁切至6mm。所述电池极耳以铝的质量为100％计，极耳中的batio3的质量分数为1wt％。
本实施例中，热敏电阻材料的质量分数过低，这会导致热敏电阻材料感应强度减弱。
用实施例1的方法测试本实施例得到的电池极耳的安全性能，当锂电池内的温度突变至100-120℃时，经过10-15s时间极耳的电阻缓慢变化超过5mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断。
对比例1
本对比例参照cn203103384u的实施例的结构，用本发明实施例1的主体材料和热敏电阻材料制备锂离子电池极耳，即将batio3热敏电阻用pp热熔胶安装在镍极耳上。
用实施例1的方式进行安全性测试，当锂电池内的温度突变至120-150℃时，经过5-10s时间极耳的电阻突变超过10-15mω，电池检测系统即判读锂电池异常并将其切断。
综合上述实施例1-3可知，本发明提供的电池极耳在保证极耳本身导电功能的提前下，还具有通过电阻变化反应温度变化的功能，当温度达到一定值时，极耳电阻立即发生急剧变化，具有极好的灵敏性，可以更快地通过极耳的电阻变化反映出电池内部的温度变化，有助于更好地提升电池的安全性。实施例4和5的热敏电阻材料的质量分数不在优选范围内，会产生一些不利现象，对比例没有采用本发明的方案，因而无法取得本发明的优良效果。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。