CN212257583U - 一种新型可充锂锰扣式电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型可充锂锰扣式电池，负极由底层铝片/锂片/上层铝片三层在压力10~70MPa、经过5~10分钟复合而成。锂、铝的摩尔比是（5~8）：10，铝片是纯度99%的压花铝材，上层铝片厚度：底层铝片厚度=1：（2~3），上层铝片的厚度是50~100μm，底层铝片的厚度是100~200μm。本实用新型具有锂铝合金负极制备快速、循环性能好、适合自动化大批量生产的优势。

Description

一种新型可充锂锰扣式电池

技术领域

本实用新型涉及一种新型可充锂锰扣式电池，具体涉及一种可充锂锰扣式电池的锂铝合金负极，属于化学电源储能技术领域。

背景技术

由于电子产品的普及及快速发展，可充锂/二氧化锰扣式电池需求量越来越大，而现有的可充锂/二氧化锰电池生产过程中，锂铝合金负极的制造速度很低，限制了电池产量的大幅度提升。

现有的锂铝合金的负极一般采用类似专利（CN87100735）公开的方法，即在常温下用共轧工艺制备锂铝合金覆层：在相对湿度低于1％的环境中，将市售的纯铝或不含锂的铝合金与金属锂轧制在一起，加压保持24小时后在铝表面上形成锂铝合金覆层。

发明专利(ZL 201510818761.2)和发明专利 (ZL 201510818762.7)公开了一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法。此方法中，由于铝片的厚度比较厚，在形成锂铝合金时可能会存在生成的合金相不均匀的问题。

发明专利 (公开号：CN110364686A，公开日：2019.10.22)公开了一种可充扣式锂锰电池负极的制作方法，它需要借助浸泡电解液、在高压力（300kgf～1000kgf）下、经长时间（16～24h）得到。

本实用新型公开了一种新型可充锂锰扣式电池，其锂铝合金负极具有制备快速、循环性能更好、适合自动化大批量生产的优势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可快速批量生产且性能优异的可充锂锰扣式电池。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案加以实现的：一种新型可充锂锰扣式电池，由负极壳、负极、隔膜、电解液、正极、正极壳组成，其特征在于，负极由底层铝片/锂片/上层铝片三层在压力10~70MPa、经过5~10分钟复合而成。

作为优选方案，所述的锂、铝（底层+上层）的摩尔比是（5~8）：10。

作为优选方案，所述的铝片是纯度99%的压花铝材，上层铝片厚度：底层铝片厚度=1：（2~3）。

作为优选方案，所述的上层铝片（与隔膜接触）的厚度是50~100μm，底层铝片（与负极壳接触）的厚度是100~200μm。

本实用新型中复合负极的制备步骤是：（1）选取合适厚度的压花铝片，冲下需要尺寸的圆片，经除油、清洗、干燥后备用；（2）在相对湿度低于1%的环境中，将底层铝片、锂片、上层铝片依次放入模具中，加压10~70MPa，经过5~10分钟取出，得到复合负极。

电池装配：在相对湿度低于1%的环境中，在负极壳上依次放入复合负极、隔膜，滴入电解液，然后放上正极，盖上正极壳，封口，得到可充锂锰扣式电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）由于负极采用了由底层铝片/锂片/上层铝片三层复合而成的结构，而且两层铝片的厚度不同，上层铝片较薄，底层铝片较厚，那么在一定的压力下，上层很快形成均匀的锂铝合金，底层相对会慢一些，整个负极复合层从上到下就形成了梯度分布的合金化，与正极相对的一面合金化更完全，与负极壳接触的一面导电性更好，负极的结构更稳定，为提高电池的循环寿命奠定了物质基础；铝片表面的压花，增加了锂片和铝片的接触面积，使合金化反应进行得更快、更完全，避免了合金分层的现象。在经历多次充放电循环后仍然可以保持结构的完整，避免了出现传统负极的粉化现象，这样减小了负极的内阻，降低了放电时的极化，电池的循环性能更好。在0.1C、10%充电放电深度下循环，循环次数达到了500次以上。

（2）由于负极采用了由底层铝片/锂片/上层铝片三层复合而成的结构，铝片的厚度得以减小，合金化的时间更短、操作简便、生产效率高，适合自动化大批量生产。

附图说明

图1是本实用新型锂锰扣式电池的结构示意图。

图2是本实用新型锂铝合金负极制备过程示意图。

图中：1负极壳；2复合负极；3隔膜；4正极；5正极壳；6上层铝片；7锂片；8底层铝片。

图3本实用新型结构的扣式锂锰电池的循环寿命曲线。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

实施例1

下面结合附图，来说明本实用新型的具体实施过程。

本实施例中，制作的是CR1220电池。

负极的制备：

（1）在纯度99%、厚度80μm、170μm的压花铝材上，分别冲下ø 9mm圆片；

（2）将铝圆片除油、清洗后，在105℃鼓风干燥12小时以上；

（3）在相对湿度低于1%的手套箱中，在模具中依次放入ø 9mm的170μm的铝圆片8、220μm的锂片7、80μm的铝圆片6，施加30 MPa压力，保持10分钟后撤掉压力，取出，得到复合负极2。

正极采用可充锂锰氧化物、导电剂、粘接剂制作的正极片。

电池装配：在相对湿度低于1%的手套箱中，在负极壳1上依次放入复合负极2、30μm的PP隔膜3，滴入3～5滴1M LiPF₆/(EC：DEC：PC，质量比1：1：0.5)电解液，然后放上正极4，盖上正极壳5，封口，得到CR1220扣式电池。

对上述实施例1中的锂锰扣式电池进行性能测试：

测试方法：电池以0.1C、10%DOD循环，充电电压3.25V，当放电至2.0V时寿命终止。电池的循环次数达到了508次以上，放电截止电压与循环次数曲线见附图3。

需要说明的是，本实用新型中采用压花铝片的目的是增加铝片和锂片的接触面积，具体的压花图案不限。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种新型可充锂锰扣式电池，包括正极壳、正极、隔膜、负极、负极壳、电解液，其特征在于：负极包括底层铝片/锂片/上层铝片三层，上层铝片与隔膜接触，上层铝片厚度：底层铝片厚度=1：（2~3）。

2.根据权利要求1所述的一种新型可充锂锰扣式电池，其特征在于：所述的负极内上层铝片的厚度是50~100μm，底层铝片的厚度是100~200μm。

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