[发明专利]负极极片、其制法及包含其的二次电池和用电装置

说明书

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。

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；