[发明专利]电池极耳结构及其制备方法、水系电池

说明书

本发明公开了电池极耳结构及其制备方法、水系电池。具体的，本发明提出了一种电池极耳结构，包括：集流体极耳，形成所述集流体极耳的材料包括石墨箔，所述集流体极耳具有相对设置的第一面和第二面；以及金属网，所述金属网覆盖所述集流体极耳的所述第一面和所述第二面，且所述金属网和所述集流体极耳压接连接。由此，该电池极耳结构制作工艺简单，成本低廉，可靠性高，该电池极耳结构用作水系电池的正极极耳时，电池的内阻较小，倍率性能良好。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及电池极耳焊接结构及其制备方法、水系电池。

背景技术

水系电池是指以水为电解液的二次电池。相较于有机物电解液电池，水系电池具有安全性高、环境友好、离子导电率高等优点，因此在未来的大规模电能储存中，水系电池具有广阔的应用前景。在水系电池中，正极集流体除了要具备良好的导电性，还需拥有较强的耐氧化能力与优异的抗电解液腐蚀能力。因此，适合用做水系电池正极集流体的金属材料较少。目前，以镍氢、镍锌等为代表的环保型水系电池中，电解液为强碱溶液，金属镍做为正极集流体使用时，镍表面可以形成一层致密的氧化层，抑制镍被持续氧化，因此在碱性电解液中，镍金属可以作为正极集流体使用。然而在中性和偏酸性电解液中，传统的金属类集流体(除金属钛)均难以有效抵抗正极区的电化学腐蚀。因此，正极集流体的选择及其可靠性在一定程度上限制了此类电池的大规模推广应用。石墨箔是一种石墨类制品，价格低廉，具有导电、耐氧化、抗腐蚀等优异特性，是理想的水性电池正极集流体。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

石墨箔是一种石墨类制品，价格低廉，具有导电、耐氧化、抗腐蚀等优异特性，是理想的水性电池正极集流体。然而，石墨箔的机械强度弱于金属，且较难同金属焊接。常规的螺栓紧固或金属焊接的方法均较难实现石墨箔和金属的连接，因而极大地限制了其在水性电池中的应用。一些方法将石墨板作为汇流盘，并将石墨箔和石墨板进行粘接，即采用石墨板接触正极极耳群切割面的汇流工艺，实现石墨箔和金属引线的连接，但是，上述方法中，对于石墨箔极耳群切割精度要求高、对石墨箔的机械强度要求高、且石墨板汇流盘的价格偏高，难以大规模应用。因此，如果能提出一种工艺简单、成本低廉、可靠性更高的电池极耳结构，可以较好地将石墨箔极耳和金属引线连接，将能在很大程度上解决上述问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种电池极耳结构。根据本发明的实施例，该电池极耳结构包括：集流体极耳，形成所述集流体极耳的材料包括石墨箔，所述集流体极耳具有相对设置的第一面和第二面；以及金属网，所述金属网覆盖所述集流体极耳的所述第一面和所述第二面，且所述金属网和所述集流体极耳压接连接。由此，该电池极耳结构中利用金属网包裹集流体极耳，并将金属网和集流体极耳压接连接，可以简便地实现石墨箔集流体极耳和金属网之间的连接，并且成本低廉，可靠性高，该电池极耳结构用作水系电池的正极极耳时，电池的内阻较小，倍率性能良好。

根据本发明的实施例，所述电池极耳结构包括多个所述集流体极耳，多个所述集流体极耳沿着第一方向间隔设置，多个所述金属网分别覆盖多个所述集流体极耳的所述第一面和所述第二面；所述电池极耳结构进一步包括：金属带，所述金属带和多个所述金属网焊接连接；金属引线，所述金属引线和所述金属带焊接连接。由此，通过该金属带可以简便地将多个集流体极耳汇流，并且通过金属引线可以实现该电池极耳结构和外部的电连接，进一步提高了该电池极耳结构的使用性能。

根据本发明的实施例，该电池极耳结构进一步包括：密封罩，所述密封罩套设在多个所述集流体极耳、多个所述金属网和所述金属带的外侧，所述密封罩内填充有密封胶，所述密封罩和所述密封胶将多个所述集流体极耳、多个所述金属网和所述金属带密封，并令所述金属引线暴露在所述密封罩的外部。由此，该密封罩和密封胶可以较好地保护集流体极耳、金属网和金属带等，防止集流体极耳、金属网和金属带等被电解液腐蚀，进一步提高了该电池极耳结构的使用性能。