权利要求
1.一种改性金属箔材，其特征在于，所述改性金属箔材包括基材和设置在所述基材表面的改性层;
其中，所述基材的材料包括表面含有羟基的金属箔;
所述改性层的材料包括聚氨酯。
所述基材与所述改性层的质量比为1：0.04~0.1;
所述金属箔的厚度为8~15μm;
所述改性层的厚度为0.1~1nm。
3.一种改性金属箔材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将金属箔、硼氢化物、铵盐和第一有机溶剂混合并进行第一加热回流处理，得到第一产物;
S2、将所述第一产物、水、氧化剂、氢氧化物和所述第一有机溶剂混合并进行氧化反应，得到第二产物;
S3、将所述第二产物进行过滤洗涤处理和第一干燥处理，得到表面含有羟基的金属箔;
S4、将所述表面含有羟基的金属箔、异氰酸酯原料、导电剂和第二有机溶剂混合并进行第二加热回流处理，得到第三产物;
S5、将所述第三产物、聚四氢呋喃类原料和所述第二有机溶剂混合并进行聚合反应，得到沉淀物;对所述沉淀物进行第二干燥处理。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属箔、所述硼氢化物和所述铵盐混合的质量比为(3~9)：(2~6)：(4~8);
相对于每克所述金属箔，所述第一有机溶剂的用量为50~170mL;
所述金属箔选自铜箔和/或铝箔;
所述硼氢化物选自硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钙、硼氢化镁和硼氢化锂中的至少一种;
所述铵盐选自硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、氟化铵、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种;
所述第一有机溶剂选自四氢呋喃、乙腈、甲酰胺和丙酮中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一产物和所述氢氧化物混合的质量比为(3~20)：(5~15);
相对于每克所述第一产物，所述第一有机溶剂的用量为25~160mL;
相对于每克所述第一产物，所述水的用量为25~160mL;
相对于每克所述第一产物，所述氧化剂的用量为0.5~25mL;
所述氧化剂选自双氧水、次氯酸钠和过氧化钠中的至少一种;
所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种;
所述第二有机溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述表面含有羟基的金属箔、所述异氰酸酯原料和所述导电剂混合的质量比为(5~25)：(5~10)：(2~8);
相对于每克所述表面含有羟基的金属箔，所述第二有机溶剂的用量为1~15mL;
所述异氰酸酯原料选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和萘1,5-二异氰酸酯中的至少一种;
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述第三产物和所述聚四氢呋喃类原料混合的质量比为(5~25)：(1~5);
相对于每克所述第三产物，所述第二有机溶剂的用量为1~15mL;
所述聚四氢呋喃类原料选自聚四氢呋喃、聚2-甲基四氢呋喃和聚2-乙基四氢呋喃中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一加热回流处理的条件包括：加热回流温度为80~100℃，加热回流时间为8~16h;和/或，
步骤S2中，所述氧化反应的条件包括：氧化温度为20~60℃，氧化时间为6~10h;和/或，
步骤S3中，所述过滤洗涤处理使用的洗涤液包括水、乙醇和丙酮中的至少一种;所述第一干燥处理的条件包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为8~16h;和/或，
步骤S4中，所述第二加热回流处理的条件包括：加热回流温度为100~120℃，加热回流时间为4~10h;和/或，
步骤S5中，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为80~120℃，聚合时间为8~16h;所述第二干燥处理的条件包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为10~16h。
9.一种极片，其特征在于，所述极片包括极耳和设置在所述极耳上的箔材，其中，所述箔材包括权利要求1或2所述的改性金属箔材和/或根据权利要求3~8中任意一项所述的制备方法制备得到的改性金属箔材。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括极片，其中，所述极片为权利要求9所述的极片。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及新能源电池领域，具体地，涉及一种改性金属箔材及其制备方法、极片和电池。
背景技术
[0002]目前电池的制作过程通常是将两个或者是多个卷芯进行合芯，将两个或多各卷芯的极耳通过超声波焊接到转接片上。在超声波焊接过程中，为了满足更大的容错率，人们往往会预留足够长度的极耳以满足极耳与转接片的超声波焊接操作需求，从而会造成极耳在电芯组装过程中的走向不一致，导致部分极耳倒插到裸电芯内部，使得正负极相互接触造成短路，可能会造成非常严重的安全风险。
[0003]专利文献CN116014083A公开了极耳热熔胶改善极耳倒插现象;然而针对与胶液在箔材上的流动性是否会影响焊接并未考虑，若胶液流到焊接处进行焊接如何降低极耳胶的阻值(与未涂胶电池内阻保持一致)并未考虑。该专利主要对以上提出需要改进的方向进行改善，主要针对箔材表层官能团和热熔胶进行改性，同时在其中加入相应官能团的高导电性物质，在有效降低流动性的同时，即使胶液流到焊接处也可有效降低焊接阻值。
发明内容
[0004]有鉴于此，本发明致力于提供一种改性金属箔材及其制备方法、极片和电池，以解决现有技术中极耳在电芯组装过程中的走向不一致，导致的部分极耳倒插到裸电芯内部，使得正负极相互接触造成短路，进而造成的安全风险。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
本发明的第一方面提供了一种改性金属箔材，所述改性金属箔材包括基材和设置在所述基材表面的改性层;
其中，所述基材的材料包括表面含有羟基的金属箔;
所述改性层的材料包括聚氨酯。
[0006]可选地，所述金属箔选自铜箔和/或铝箔;所述基材与所述改性层的质量比为1：0.04~0.1;所述金属箔的厚度为8~15μm;所述改性层的厚度为0.1~1nm。
[0007]本发明的第二方面提供了一种改性金属箔材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将金属箔、硼氢化物、铵盐和第一有机溶剂混合并进行第一加热回流处理，得到第一产物;
S2、将所述第一产物、水、氧化剂、氢氧化物和所述第一有机溶剂混合并进行氧化反应，得到第二产物;
S3、将所述第二产物进行过滤洗涤处理和第一干燥处理，得到表面含有羟基的金属箔;
S4、将所述表面含有羟基的金属箔、异氰酸酯原料、导电剂和第二有机溶剂混合并进行第二加热回流处理，得到第三产物;
S5、将所述第三产物、聚四氢呋喃类原料和所述第二有机溶剂混合并进行聚合反应，得到沉淀物;对所述沉淀物进行第二干燥处理。
[0008]可选地，步骤S1中，所述金属箔、所述硼氢化物和所述铵盐混合的质量比为(3~9)：(2~6)：(4~8);相对于每克所述金属箔，所述第一有机溶剂的用量为50~170mL;可选地，所述金属箔选自铜箔和/或铝箔;可选地，所述硼氢化物选自硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钙、硼氢化镁和硼氢化锂中的至少一种;可选地，所述铵盐选自硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、氟化铵、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种;可选地，所述第一有机溶剂选自四氢呋喃、乙腈、甲酰胺和丙酮中的至少一种。
[0009]可选地，步骤S2中，所述第一产物和所述氢氧化物混合的质量比为(3~20)：(5~15);相对于每克所述第一产物，所述第一有机溶剂的用量为25~160mL;相对于每克所述第一产物，所述水的用量为25~160mL;相对于每克所述第一产物，所述氧化剂的用量为0.5~25mL;可选地，所述氧化剂选自双氧水、次氯酸钠和过氧化钠中的至少一种;可选地，所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种;可选地，所述第二有机溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。
[0010]可选地，步骤S4中，所述表面含有羟基的金属箔、所述异氰酸酯原料和所述导电剂混合的质量比为(5~25)：(5~10)：(2~8);相对于每克所述表面含有羟基的金属箔，所述第二有机溶剂的用量为1~15mL;可选地，所述异氰酸酯原料选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和萘1,5-二异氰酸酯中的至少一种;可选地，所述导电剂选自碳纳米管、石墨、石墨烯和MXene材料中的至少一种。
[0011]可选地，步骤S5中，所述第三产物和所述聚四氢呋喃类原料混合的质量比为(5~25)：(1~5);相对于每克所述第三产物，所述第二有机溶剂的用量为1~15mL;可选地，所述聚四氢呋喃类原料选自聚四氢呋喃、聚2-甲基四氢呋喃和聚2-乙基四氢呋喃中的至少一种。
[0012]可选地，步骤S1中，所述第一加热回流处理的条件包括：加热回流温度为80~100℃，加热回流时间为8~16h;和/或，步骤S2中，所述氧化反应的条件包括：氧化温度为20~60℃，氧化时间为6~10h;和/或，步骤S3中，所述过滤洗涤处理使用的洗涤液包括水、乙醇和丙酮中的至少一种;所述第一干燥处理的条件包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为8~16h;和/或，步骤S4中，所述第二加热回流处理的条件包括：加热回流温度为100~120℃，加热回流时间为4~10h;和/或，步骤S5中，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为80~120℃，聚合时间为8~16h;所述第二干燥处理的条件包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为10~16h。
[0013]本发明的第三方面提供一种极片，所述极片包括极耳和设置在所述极耳上的箔材，其中，所述箔材包括上述的改性金属箔材和/或根据上述的制备方法制备得到的改性金属箔材。
[0014]本发明的第四方面提供一种电池，所述电池包括极片，其中，所述极片为上述的极片。
[0015]通过上述技术方案，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明的改性金属箔材中，改性层的材料包括聚氨酯，其中，聚氨酯在基材(金属箔)上直接生成，以化学键—NHCOO—进行连接，能够有效避免由于热熔胶具有流动性在涂覆过程中流到活性物质区域，造成不可避免的容量损失。
[0016](2)本发明的改性金属箔材的制备方法先将金属箔、硼氢化物、铵盐和第一有机溶剂混合并进行第一加热回流处理，得到第一产物(表面含有脱氢化产物的金属箔);再将第一产物、水、氧化剂、氢氧化物和所述第一有机溶剂混合并进行氧化反应，经过过滤洗涤处理和干燥处理后，得到表面含有羟基的金属箔;再将聚氨酯与金属箔端的羟基进行反应，使聚氨酯在箔材上自合成，该过程中，通过加入导电剂，提高聚氨酯与金属箔端的羟基连接后的导电能力。
[0017](3)本发明中通过在极耳上的箔材改性，使得极耳热压后可以实现捏合，在超声波焊接过程中不易造成极耳倒插。本发明中设置在极耳上的改性金属箔材包括基材和改性层材料，其中，改性层材料包括聚氨酯和少量的导电剂，具有较强的导电性，能够减小超声波焊接时所带来阻值的变化。
[0018]本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
[0020]图1所示为实施例1制备得到的正极极片的示意图。
[0021]图2所示为实施例1中转接焊的装置示意图。
[0022]图3所示为表面含有羟基的金属箔(以铝箔为例)的制备过程涉及的相关反应方程式。
[0023]图4所示为改性过程中涉及的相关反应方程式。
[0024]图2中的附图标记说明如下：1-第一放卷辊;2-第二放卷辊;3-滚焊焊头;4-Al-CNT-PU;5-极片传送装置;6-焊座;7-焊齿。
具体实施方式
[0025]本发明公开了一种改性金属箔材及其制备方法、极片和电池，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
[0026]在本发明的描述中，术语“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A、B，那么短语“A、B中的至少一种”意味着仅A;仅B;或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B、C，那么短语“A、B、C中的至少一者”意味着仅A;或仅B;仅C;A及B (排除C);A及C (排除B);B及C (排除A);或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
[0027]在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值或单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0028]如果没有特别的说明，本发明的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
[0029]如果没有特别的说明，本发明的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
[0030]如果没有特别的说明，本发明所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
[0031]为了解决现有技术中极耳在电芯组装过程中的走向不一致，导致的部分极耳倒插到裸电芯内部，使得正负极相互接触造成短路，进而造成的安全风险，本发明采用了如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种改性金属箔材，所述改性金属箔材包括基材和设置在所述基材表面的改性层;
其中，所述基材的材料包括表面含有羟基的金属箔;
所述改性层的材料包括聚氨酯。
[0032]本发明的改性金属箔材中，改性层的材料包括聚氨酯，其中，聚氨酯在铝箔上直接生成，以化学键—NHCOO—进行连接，能够有效避免由于热熔胶具有流动性在涂覆过程中流到活性物质区域，造成不可避免的容量损失。
[0033]示例性地，所述金属箔可以选自铜箔和/或铝箔。
[0034]根据本发明，适宜的基材材料和改性层材料的质量比能够具有增强箔材的粘结性的效果。若改性层材料的比例过高，可能会导致箔材阻值较大，进而影响电子导通;若改性层材料的比例过低，可能会导致箔材粘附力下降。本发明中，所述基材与所述改性层的质量比可以为1：0.04~0.1。示例性地，所述基材与所述改性层的质量比可以为1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09和1:0.1中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0035]根据本发明，所述金属箔的厚度可以为8~15μm。示例性地，所述金属箔的厚度可以为8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm和15μm中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0036]根据本发明，适宜的改性层的厚度能够具有增强箔材的粘结性的效果。若改性层的厚度过大，可能会导致箔材阻值较大，进而影响电子导通;若改性层的厚度过小，可能会导致箔材的粘结性降低。本发明中，所述改性层的厚度可以为0.1~1nm。示例性地，所述改性层的厚度可以为0.1nm、0.3nm、0.5nm、0.7nm、0.9nm和1nm中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0037]本发明中，所述改性层的材料中还包括导电剂，通过导电剂的加入提高聚氨酯和Al-OH连接后的导电能力。示例性地，所述导电剂可以为碳纳米管(CNT)、导电炭黑(SP)、石墨烯和MXene中的一种。
[0038]本发明的第二方面提供了一种改性金属箔材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将金属箔、硼氢化物、铵盐和第一有机溶剂混合并进行第一加热回流处理，得到第一产物;
S2、将所述第一产物、水、氧化剂、氢氧化物和所述第一有机溶剂混合并进行氧化反应，得到第二产物;
S3、将所述第二产物进行过滤洗涤处理和第一干燥处理，得到表面含有羟基的金属箔;
S4、将所述表面含有羟基的金属箔、异氰酸酯原料、导电剂和第二有机溶剂混合并进行第二加热回流处理，得到第三产物;
S5、将所述第三产物、聚四氢呋喃类原料和所述第二有机溶剂混合并进行聚合反应，得到沉淀物;对所述沉淀物进行第二干燥处理。
[0039]本发明的改性金属箔材的制备方法先将金属箔、硼氢化物、铵盐和第一有机溶剂混合并进行第一加热回流处理，得到第一产物(表面含有脱氢化产物的金属箔);再将第一产物、水、氧化剂、氢氧化物和所述第一有机溶剂混合并进行氧化反应，经过过滤洗涤处理和干燥处理后，得到表面含有羟基的金属箔;再将聚氨酯与金属箔端的羟基进行反应，使聚氨酯在箔材上自合成，该过程中，通过加入导电剂，提高聚氨酯与金属箔端的羟基连接后的导电能力。
[0040]在本发明的一种示例性的实施方式中，所述表面含有羟基的金属箔(以铝箔为例)的制备过程涉及的相关反应方程式如图3所示。
[0041]示例性地，表面含有羟基的Al箔制备过程中，硼氢化物和铵盐(例如NaBH4和(NH4)2SO4)在第一有机溶剂中反应生成BH3-NH3，然后在Al箔上回流得到脱H2化的BH-NH2，最后在氢氧化物和氧化剂(NaOH和H2O2)的作用下在Al箔表面生成羟基，得到Al-OH。
[0042]在本发明的一种示例性的实施方式中，改性金属箔材可以为聚氨酯和CNT改性的Al箔，记为Al-CNT-PU。改性过程中涉及的相关反应方程式如图4所示。
[0043]根据本发明，步骤S1中，所述金属箔、所述硼氢化物和所述铵盐混合的质量比可以为(3~9)：(2~6)：(4~8)。
[0044]本发明中，相对于每克所述金属箔，所述第一有机溶剂的用量可以为50~170mL。示例性地，相对于每克所述金属箔，所述第一有机溶剂的用量可以为50 mL、70 mL、90 mL、110mL、130 mL、150 mL和170 mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0045]示例性地，所述金属箔可以选自铜箔和/或铝箔。
[0046]示例性地，所述硼氢化物可以选自硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钙、硼氢化镁和硼氢化锂中的至少一种。
[0047]示例性地，所述铵盐可以选自硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、氟化铵、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种。
[0048]示例性地，所述第一有机溶剂可以选自四氢呋喃、乙腈、甲酰胺和丙酮中的至少一种。
[0049]根据本发明，步骤S2中，所述第一产物和所述氢氧化物混合的质量比可以为(3~20)：(5~15)。
[0050]本发明中，相对于每克所述第一产物，所述第一有机溶剂的用量可以为25~160mL。示例性地，相对于每克所述第一产物，所述第一有机溶剂的用量可以为25 mL、50 mL、70mL、90 mL、110 mL、130 mL、150 mL和160 mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0051]本发明中，相对于每克所述第一产物，所述水的用量可以为25~160mL。示例性地，相对于每克所述第一产物，所述水的用量可以为25 mL、50 mL、70 mL、90 mL、110 mL、130mL、150 mL和160 mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0052]本发明中，相对于每克所述第一产物，所述氧化剂的用量可以为0.5~25mL。示例性地，相对于每克所述第一产物，所述氧化剂的用量可以为0.5 mL、1 mL、5 mL、10mL、15mL、20mL和25mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0053]示例性地，所述氧化剂选自双氧水、次氯酸钠和过氧化钠中的至少一种。
[0054]示例性地，所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。
[0055]示例性地，所述第二有机溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。
[0056]根据本发明，步骤S4中，所述表面含有羟基的金属箔、所述异氰酸酯原料和所述导电剂混合的质量比可以为(5~25)：(5~10)：(2~8)。
[0057]本发明中，相对于每克所述表面含有羟基的金属箔，所述第二有机溶剂的用量可以为1~15mL。示例性地，相对于每克所述表面含有羟基的金属箔，所述第二有机溶剂的用量可以为1 mL、5 mL、10mL和15mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0058]示例性地，所述异氰酸酯原料可以选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和萘1,5-二异氰酸酯中的至少一种。
[0059]示例性地，所述导电剂可以选自碳纳米管、石墨、石墨烯和MXene材料中的至少一种。
[0060]根据本发明，步骤S5中，所述第三产物和所述聚四氢呋喃类原料混合的质量比可以为(5~25)：(1~5)。
[0061]本发明中，相对于每克所述第三产物，所述第二有机溶剂的用量可以为1~15mL。示例性地，相对于每克所述第三产物，所述第二有机溶剂的用量可以为1 mL、5 mL、10mL和15mL中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值内的任一数值。
[0062]示例性地，所述聚四氢呋喃类原料可以选自聚四氢呋喃、聚2-甲基四氢呋喃和聚2-乙基四氢呋喃中的至少一种。
[0063]根据本发明，步骤S1中，所述第一加热回流处理的条件可以包括：加热回流温度为80~100℃，加热回流时间为8~16h。
[0064]根据本发明，步骤S2中，所述氧化反应的条件可以包括：氧化温度为20~60℃，氧化时间为6~10h。
[0065]根据本发明，步骤S3中，所述过滤洗涤处理使用的洗涤液可以包括水、乙醇和丙酮中的至少一种;所述第一干燥处理的条件可以包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为8~16h。
[0066]根据本发明，步骤S4中，所述第二加热回流处理的条件可以包括：加热回流温度为100~120℃，加热回流时间为4~10h。
[0067]根据本发明，步骤S5中，所述聚合反应的条件可以包括：聚合温度为80~120℃，聚合时间为8~16h;所述第二干燥处理的条件可以包括：干燥温度为40~80℃，干燥时间为10~16h。
[0068]本发明的第三方面提供一种极片，所述极片包括极耳和设置在所述极耳上的箔材，其中，所述箔材包括上述的改性金属箔材和/或根据上述的制备方法制备得到的改性金属箔材。
[0069]本发明的极片中，极耳和极耳上的箔材连接方式可以为转焊接，通过转接焊的方式，可以很好实现热熔胶在箔材表面的自合成。示例性的，如图2所示，常规箔材通过放卷机构到圆形的焊头部分处，与走带过来的极片极耳相互接触后进行超声波焊接。本发明中通过在极耳上的箔材改性，使得极耳热压后可以实现捏合，在超声波焊接过程中不易造成极耳倒插。本发明中设置在极耳上的改性金属箔材包括基材和改性层材料，其中，改性层材料包括聚氨酯和少量的导电剂，具有较强的导电性，能够减小超声波焊接时所带来阻值的变化。
[0070]本发明的第四方面提供一种电池，所述电池包括极片，其中，所述极片为上述的极片。
[0071]以下通过实施例进一步详细说明本发明。实施例中所用到的原材料均可通过商购途径获得。
[0072]实施例1
(1)Al-OH的制备
将6g常规铝箔放入反应容器中，再向其中加入4g硼氢化钠、6g硫酸铵，然后加入500mL第一溶剂四氢呋喃，混合后得到混合物;将混合物在90℃的温度下进行加热回流12h，冷却至室温，以在铝箔上得到脱氢化的产物;然后再加入500mL去离子水，在第一溶剂如四氢呋喃和水的混合物中，用30mL双氧水和10g氢氧化钠进行氧化反应，在40℃左右下氧化混合物;然后，所得的物质进行过滤，用热水洗涤，再用乙醇和丙酮洗涤。产品在真空烘箱中60℃干燥12h小时，得到干燥后的物质，即含有羟基的Al箔，可以记为Al-OH。
[0073](2)Al-CNT-PU的制备
将制得的含有羟基的Al箔，7g甲苯二异氰酸酯和5g碳纳米管(CNT)加入到反应容器中，加入第二溶剂甲苯，进行混合，得到混合物;将反应容器加热至110℃，在油浴条件下，进行加热回流7h，当所有的含有羟基的Al箔和甲苯二异氰酸酯(铝箔和甲苯二异氰酸酯质量比为0.86:1)反应完全后，再向其中加入3g聚四氢呋喃和40mL第二溶剂甲苯，让反应物进行聚合反应12小时完全聚合物，得到沉淀物;将沉淀物在真空烘箱中进行干燥，干燥的温度为60℃，干燥的时间为12h，得到聚氨酯和CNT改性的Al，可以记为Al-CNT-PU。
[0074](3)正极极片的制备
将正极活性材料三元6系(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)粉末，导电碳和聚偏二氟乙烯(PVDF)按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌均匀得到相应的正极片的正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆在常规的铝箔上，得到极片含量的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2质量分数为80wt%，经干燥、压片后，得到第一正极极片。
[0075]将制得的改性后的箔材(Al-CNT-PU)转接焊到第一正极极片的极耳上，在进行模切得到最终的正极极片。其中，转接焊的步骤包括：常规箔材通过放卷机构到圆形的焊头部分处，与走带过来的极片极耳相互接触后进行超声波焊接(如图2所示，图中7为焊头放大图，可以看到表面含有较多的焊齿)，焊接效果如图1所示。
[0076](4)负极极片的制备
将负极活性材料石墨粉末，导电碳和PVDF按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在去离子水中充分搅拌均匀得到相应的负极片的负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆在常规的铜箔上，得到极片含量的主材石墨质量分数为80wt%、负极浆料的面密度为1.21mg/cm2的负极匀浆涂层，经干燥，压片后，得到第一负极极片。
[0077]将制得的改性后的箔材(Al-CNT-PU)转接焊到第一负极极片的极耳上，在进行模切得到最终的负极极片。
[0078](5)锂离子电池的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照体积比1：2：1进行混合，得到混合有机溶剂，然后将充分干燥的锂盐LiPF6按照1 mol/L的比例溶解于混合有机溶剂中，配制成电解液。
[0079]将制得的正极极片、负极极片和PE隔膜进行卷绕得到相应的卷芯，再进行入壳主注液、化成、分容得到相应的铝壳电池。
[0080]实施例2
本实施例中Al-OH的制备方法整体同实施例1，所不同的是：硼氢化钠的加入量为2g。
[0081]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法、正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0082]实施例3
本实施例中Al-OH的制备方法整体同实施例1，所不同的是：硼氢化钠的加入量为6g。
[0083]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法、正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0084]实施例4
本实施例中Al-OH的制备方法整体同实施例1，所不同的是：硫酸铵的加入量为4g。
[0085]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法、正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0086]实施例5
本实施例中Al-OH的制备方法整体同实施例1，所不同的是：硫酸铵的加入量为8g。
[0087]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法、正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0088]实施例6
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0089]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：甲苯二异氰酸酯的加入量为5g(铝箔和甲苯二异氰酸酯质量比为1.2:1)。
[0090]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0091]实施例7
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0092]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：甲苯二异氰酸酯的加入量为10g(铝箔和甲苯二异氰酸酯质量比为0.6:1)。
[0093]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0094]实施例8
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0095]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：CNT的加入量为2g。
[0096]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0097]实施例9
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0098]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：CNT的加入量为8g。
[0099]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0100]实施例10
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0101]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：聚四氢呋喃的加入量为1g。
[0102]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0103]实施例11
本实施例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0104]本实施例中Al-CNT-PU的制备方法整体同实施例1，所不同的是：聚四氢呋喃的加入量为5g。
[0105]本实施例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0106]对比例1
(1)正极极片的制备
将正极活性材料三元6系(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)粉末，导电碳和聚偏二氟乙烯(PVDF)按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌均匀得到相应的正极片的正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆在常规的铝箔上，得到极片含量的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2质量分数为80wt%，经干燥、压片后，得到第一正极极片。
[0107]将环氧树脂涂覆到第一正极极片的极耳上得到最终的正极极片。
[0108](2)负极极片的制备
将负极活性材料石墨粉末，导电碳和PVDF按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在去离子水中充分搅拌均匀得到相应的负极片的负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆在常规的铜箔上，得到极片含量的主材石墨质量分数为80wt%、负极浆料的面密度为1.21mg/cm2的负极匀浆涂层，经干燥，压片后，得到第一负极极片。
[0109]将酚醛树脂涂覆到第一负极极片的极耳上，在进行模切得到最终的负极极片。
[0110](3)锂离子电池的制备
本对比例中锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0111]对比例2
本对比例中Al-OH的制备方法同实施例1。
[0112]Al-CNT-PU的制备：聚氨酯与Al箔端的羟基进行反应(此聚氨酯在箔材上自合成)：将制得的含有羟基的Al箔和7g甲苯二异氰酸酯加入到反应容器中，加入第二溶剂甲苯，进行混合，得到混合物;将反应容器加热至110℃，在油浴条件下，进行加热回流7h，当所有的含有羟基的Al箔和甲苯二异氰酸酯(铝箔和甲苯二异氰酸酯质量比为0.86:1)反应完全后，再向其中加入3g聚四氢呋喃和40mL第二溶剂甲苯，让反应物进行聚合反应12小时完全聚合物，得到沉淀物;将沉淀物在真空烘箱中进行干燥，干燥的温度为60℃，干燥的时间为12h，得到聚氨酯改性的Al，可以记为Al-PU。
[0113]本对比例中正极极片的制备方法、负极极片的制备方法和锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0114]对比例3
(1)正极极片的制备
将正极活性材料三元6系(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)粉末，导电碳和聚偏二氟乙烯(PVDF)按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌均匀得到相应的正极片的正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆在常规的铝箔上，得到极片含量的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2质量分数为80wt%，经干燥、压片后，得到第一正极极片。
[0115]将未处理过的常规铝箔转接焊到第一正极极片的极耳上得到最终的正极极片。
[0116](2)负极极片的制备
将负极活性材料石墨粉末，导电碳和PVDF按照8：1：1的质量占比进行混合，得到混合材料，将混合材料在去离子水中充分搅拌均匀得到相应的负极片的负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆在常规的铜箔上，得到极片含量的主材石墨质量分数为80wt%、负极浆料的面密度为1.21mg/cm2的负极匀浆涂层，经干燥，压片后，得到第一负极极片。
[0117]将未处理过的常规铝箔转接焊到第一负极极片的极耳上，在进行模切得到最终的负极极片。
[0118](3)锂离子电池的制备
本对比例中锂离子电池的制备方法同实施例1。
[0119]测试例1
将实施例1~11和对比例1~3所得的锂离子电池进行首次库伦效率、电池电阻、循环容量保持率测试，测试结果如表1所示。
[0120](1)首次库伦效率(首效)测试方法：首先按照0.1C恒流充电至3.75V的流程给电池化成，该步骤为电池SEI膜的形成阶段，记录化成后电池容量C1。其次，按照1C恒流充电至4.4V，4.4V恒压充电至I≤0.05C流程给电池满充，记录充电容量C2。最后，按照1C恒流放电2.8V得到电池放电容量C3，首次库伦效率按照公式C3/(C1+C2)进行计算。
[0121](2)电池内阻测试方法：电池内阻通过电池内阻测量仪进行测量。
[0122](3)循环容量保持率测试方法：按照步骤a.1C恒流放电2.8V;b.静置30min;c.1C恒流充电至4.4V;d.静置30min;e.1C恒流放电2.8V;f.静置30min，进行测试。重复c~f步骤，记录循环300圈的电池容量C4，利用C4/C3计算容量保持率。
[0123]表1
通过表1可以看出：本发明的实施例中通过将改性金属箔材分别设置在正极极片和负极极片的极耳上，可以显著提升锂离子电池的首次库伦效率和循环容量保持率，并能在一定程度上降低电池内阻。
[0124]测试例2
将实施例1、对比例1和对比例3按照相应的制备流程进行制作500个电池统计其极耳倒插现象，统计结果见表2。
[0125]表2
通过表2可以看出：实施例1中极耳倒插个数显著降低，优率明显提升。因此，本发明的实施例可以有效解决现有技术中极耳在电芯组装过程中的走向不一致，导致的部分极耳倒插到裸电芯内部，使得正负极相互接触造成短路的问题，进而提升锂离子电池的安全性能。
[0126]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(4)
