一种极耳的制作方法

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池用极耳。

背景技术：

目前，锂电池行业采用的极耳为卷式带状极耳或者片状极耳，即矩形式极耳，这种极耳的生产工艺主要包括以下步骤：a、对原金属导体按照所需要求的宽度进行分切；b、分切完毕进行表面钝化处理；c、钝化好的金属导体和极耳胶进行高温贴合形成产品。

然而，矩形式极耳在金属的分切过程由于设备的稳定性差和刀具的磨损等往往会产生毛刺，在和极耳胶高温贴合时，毛刺容易刺破极耳胶，导致极耳胶和金属导体的密封性不良；另外，矩形式极耳的金属导体侧面往往由于分切过程平整性和一致性相对较差，容易导致极耳胶和金属导体贴合时侧面残存气泡或者凹凸不平引起粘附不牢，极耳经受电解液的浸泡，存在极耳胶和金属脱离的风险，难以满足更长的使用寿命。

上述矩形式极耳的两种缺陷在锂电池制作时，会影响电池的顶封密封性，大大降低电池的使用寿命，甚至会发生严重的鼓胀漏液，产生安全事故。

现有技术中也提出过圆型极耳，利用极耳胶和若干圆型极耳体进行粘接形成圆型极耳，且所述极耳胶仅粘接在圆型极耳一侧，这种圆型极耳仍存在极耳胶无法和每个圆型极耳体进行全面粘接，极耳胶和圆柱形金属导体的粘接密封性相对较差等问题；同时，若干圆型金属导体间存在间隙，间隙表面上的极耳胶无法和金属导体粘接，在锂电池封装过程，该部分容易在高温封装条件下发生熔断，导致并排的圆柱形金属导体发生散架，电池的封装可靠性差，电池无法达到很好的密封效果；此外，极耳体两端均为圆型结构，圆型结构不利于锂电池制作过程极耳和极片的焊接，容易引起焊接不良，圆柱体在电池内部占用空间大，电芯厚度较大，容量不高。

技术实现要素：

为了改善上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种锂电池用极耳。所述极耳包括金属导体，所述金属导体的一端为探出端，另一端为焊接端；所述探出端的结构为圆柱形结构，所述焊接端的结构为扁平状结构；所述探出端和所述焊接端可以是一体的，也可以是焊接连接；所述极耳还包括极耳胶，所述极耳胶贴合在所述金属导体的探出端上。将所述极耳用于锂电池中，其圆柱形的探出端表面光滑无毛刺，能保证极耳胶和金属导体的良好密封性，同时，圆柱形的探出端无棱无角，在电池封装过程中，可以保证极耳和铝塑膜的封装密封性，而且，所述极耳胶呈360°全包围在圆柱形金属导体外侧；具有上述结构的极耳解决了现有的矩形式极耳毛刺大、容易刺破极耳胶和铝塑膜热封层，出现漏液的风险，大大提升了电池的封装可靠性和电池的储存寿命；此外，扁平状的焊接端的设计，能够更好地保证锂电池制作过程极耳和锂电池的极片(箔材)进行焊接，提升两者的粘结导通性，并且在电池的制作过程，可以减薄电池的厚度，提升整体的电池容量。

本实用新型目的是通过如下技术方案实现的：

一种锂电池用极耳，其中，所述极耳包括金属导体，所述金属导体的一端为探出端，另一端为焊接端；所述探出端的结构为圆柱形结构，所述焊接端的结构为扁平状结构，所述探出端和所述焊接端可以是一体的，也可以是焊接连接。

根据本实用新型，所述极耳还包括极耳胶，所述极耳胶贴合在所述金属导体的探出端上。

根据本实用新型，所述极耳胶贴合在所述金属导体的探出端的外表面，即所述极耳胶呈360°贴合在所述金属导体的探出端的外表面，这样的结构设置更能保证极耳胶和金属导体的密封性。

根据本实用新型，所述探出端和所述焊接端若为一体时，所述圆柱形的探出端和扁平状的焊接端的连接方式可以为将圆柱形金属导体的一端经过压延、磨边或者切削方式进行打薄，形成一端为圆柱形的探出端，一端为扁平状的焊接端。

根据本实用新型，所述探出端和所述焊接端若为焊接连接时，所述圆柱形的探出端和扁平状的焊接端的连接方式可以为将圆柱形金属导体和扁平状的金属薄片进行焊接而组成。

例如将圆柱形金属导体的一端经过压延、磨边或者切削方式进行打薄，然后与扁平状的金属薄片进行焊接。相对于矩形式金属导体，圆柱形金属导体无需经过分切，减少了极耳的生产工序，可以大大提升生产的效率，另外，圆柱状金属导体表面较为光滑，毛刺相对较少，可以有效避免和极耳胶贴合过程毛刺刺破极耳胶，大大提升金属导体和极耳胶的贴合密封性；圆柱形金属导体表面平整性更好，无棱无角，可以提升极耳胶和导体的粘附性，增强极耳的耐电解液性能，保证极耳更为长久的使用寿命。相对于圆柱形金属导体焊接端，扁平状的焊接端的设计，能够更好保证锂电池制作过程极耳和锂电池的极片(箔材)进行焊接，提升两者的粘结导通性；另外，在电池的制作过程，可以减薄电池的厚度，提升整体的电池容量。

根据本实用新型，所述扁平状结构的具体形状没有特别的定义，例如可以是长方形、正方形、梯形、平行四边形、多边形、异形等扁平状的结构就可以。

根据本实用新型，所述的探出端为能有一部分外露在电池的金属导体，属于电流输出和连接使用设备部分；所述的焊接端为锂电池制作过程极耳和锂电池的极片(箔材)进行连接的部分。

根据本实用新型，所述的极耳胶为高分子结构的绝缘胶垫，可以为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯的一种或者两种以上的混合。

根据本实用新型，所述的极耳胶的厚度≥0.03mm。

根据本实用新型，所述的极耳胶的宽度≥2mm。

根据本实用新型，所述的极耳胶的总长范围为：d≤l≤d+5，其中d为圆柱形金属导体截面周长，单位mm；l为极耳胶的总长，单位mm，以此保证极耳胶和圆柱形金属导体的贴合密封性。

根据本实用新型，圆柱形的探出端的直径d≤10mm。

根据本实用新型，所述的极耳胶贴合在所述金属导体的探出端的中间部分，例如所述极耳胶和探出端的金属导体的贴合区域的下端距离扁平状的焊接端的上端的长度≥0.3mm。

根据本实用新型，所述的金属导体的材质为铝、镍、铜、镀铝铜或者镀镍铜的一种。

根据本实用新型，所述的焊接端的形状例如可以是长方形、正方形、梯形等扁平状结构。

根据本实用新型，所述探出端和所述焊接端若为一体时，焊接端的厚度为圆柱形探出端的直径的0.2-0.5倍。

根据本实用新型，所述探出端和所述焊接端若为焊接连接时，扁平状焊接端的厚度不大于圆柱形探出端的直径。

本实用新型提供了所述锂电池极耳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在圆柱形金属导体表面沿着圆周弧形方向，进行高温贴合极耳胶；

2)将圆柱形金属导体和扁平状金属导体经过焊接的方式进行连接，或者，将圆柱形金属导体的一端经过机械加工的方式形成扁平状金属导体。

根据本实用新型，步骤1)中所述的贴合可以为热压贴合或者高频焊接贴合的一种或者两种；

根据本实用新型，步骤2)中所述的机械加工可以为压延、磨边或者切削的一种或者两种以上；

根据本实用新型，步骤2)中所述的焊接方式可以为超声焊接、电弧焊接、电阻焊接或者激光焊接的一种或者两种以上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种锂电池用极耳；所述极耳包括金属导体，所述金属导体的一端为探出端，另一端为焊接端；所述探出端的结构为圆柱形结构，所述焊接端的结构为扁平状结构；所述探出端和所述焊接端可以是一体化，也可以是焊接连接；所述极耳还包括极耳胶，所述极耳胶贴合在所述金属导体的探出端上；所述极耳的圆柱形探出端无需经过分切，减少了极耳的生产工序，可以大大提升生产的效率，另外，圆柱形金属导体表面较为光滑，毛刺相对较少，可以有效避免和极耳胶贴合过程刺破极耳胶，大大提升金属导体和极耳胶的贴合密封性；圆柱形金属导体表面平整性更好，无棱无角，可以提升极耳胶和导体的粘附性，增强极耳的耐电解液性能，保证极耳更为长久的使用寿命。扁平状的焊接端设计，能够更好保证锂电池制作过程极耳和锂电池的极片(箔材)进行焊接，提升两者的粘结导通性。

附图说明

图1：现有技术中的矩形式极耳的结构示意图；

图2：图1中的a-a剖面示意图；

图3：本实用新型的一个优选方案的锂电池极耳示意图；

图4：图3中的b-b剖面示意图；

图5：现有技术中的两端为圆柱形金属导体式极耳的结构示意图；

图6：图5中的c-c剖面示意图；

其中，1为焊接端、2为极耳胶、3为探出端、21为极耳胶和金属导体粘接面。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

如图3-图4所示，本实施例提供了一种锂电池用极耳，其中采用直径为4mm的圆柱形铝作为金属导体，并采用聚丙烯作为极耳胶，极耳胶厚度为0.08mm，长度为14mm，宽度为6mm，在圆柱形金属导体的一端表面通过热压的方式将极耳胶和金属导体贴合，在此基础上，采用压延方式对圆柱形金属导体的另一端进行减薄处理，形成厚度为0.8mm的扁平状焊接端，其中，所述极耳胶和探出端的金属导体的贴合区域的下端距离扁平状焊接端的上端的长度为0.3mm，从而制得锂电池极耳。

对比例1

如图1-图2所示，本对比例提供了一种锂电池用极耳，其中采用矩形铝作为金属导体，金属导体厚度为0.1mm，宽度为4mm，长度为15mm，并采用聚丙烯作为极耳胶，极耳胶厚度为0.08mm，长度为8mm，宽度为6mm，如图1所示的金属导体和极耳胶的设置方式，用极耳胶覆盖住矩形金属导体，从而制得矩形式铝极耳。

对比例2

如图5-图6所示，本对比例提供一种锂电池用极耳，其中采用5根直径为4mm的圆柱形铝作为金属导体，并采用聚丙烯作为极耳胶，极耳胶的厚度为0.08mm，长度为62mm，宽度为6mm，将5根铝金属导体并排放置，两两间距为1mm，在金属导体表面通过热压的方式将极耳胶和金属导体贴合，形成两端均为圆柱形铝的金属导体的极耳。

测试例1

分别选取10个上述实施例1、对比例1和对比例2的方法制备得到的极耳，放置于含(ec：dec：dmc＝1:1:1，lipf61mol/l)的电解液中浸泡。

测试结果显示，对比例1的矩形式铝极耳最先出现腐蚀，具体表现为极耳胶和金属导体出现脱离，对比例2的两端均为圆柱形铝的金属导体的极耳表面极耳胶也出现脱落，表现形式为极耳胶和铝圆柱形金属导体粘结面21部位出现脱离；而实施例1的锂电池极耳同等浸泡时间下未出现腐蚀脱离现象。

实施例2

本实施例提供了一种锂电池用极耳，其中采用直径3mm圆柱形镍作为金属导体，并采用聚丙烯作为极耳胶，极耳胶的厚度为0.08mm，长度为11mm，宽度为4mm，在圆柱形金属导体的一端表面通过热压的方式将极耳胶和金属导体贴合，在此基础上，采用压延方式对圆柱形金属导体的另一端进行减薄处理，采用激光焊接的方式将一厚度为0.10mm的镍片和圆柱形镍金属导体的减薄处进行连接，形成扁平状焊接端，其中，所述极耳胶和探出端的金属导体的贴合区域的下端距离扁平状焊接端的上端的长度为0.3mm，从而制得锂电池极耳。

对比例3

本对比例提供了一种锂电池用极耳，其中采用矩形镍作为金属导体，金属导体的厚度为0.15mm，宽度为4mm，长度为15mm，极耳胶采用聚丙烯，极耳胶的厚度为0.08mm，长度为9mm，宽度为6mm，如图1所示的方法，用极耳胶覆盖住矩形金属导体镍，从而制得矩形式镍极耳。

测试例2

将实施例2和对比例3得到的极耳对极耳胶与金属导体粘结界面进行剖面分析，观察粘结面的密封性。

测试结果显示，实施例2的极耳的粘结截面较为平齐，极耳胶和金属导体的接触良好，粘附性更强；而对比例3的镍极耳的两侧边，极耳胶和金属侧面的接触界面平整性差，存在金属毛刺穿刺入极耳胶内部的情况，存在极耳胶和金属导体密封性不良的风险。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。