專利名稱：針形鋰－二氧化錳電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針形電池，尤其是一種以電解二氧化錳為正極活性物質(zhì)的鋰電池。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的針形鋰一次性電池大都采用固體氟化炭(CFxn)為電池正極的活性物質(zhì)，此種電池的比能量較高，且放電電壓平穩(wěn)，在儲(chǔ)存過程中也無氣體析出，自放電極微，安全性能也很好。但是這種電池也存在著一定的問題，那就是固體氟化炭(CFxn)材料由于來源較少，價(jià)格比較昂貴，因而使電池的制造成本加大。而現(xiàn)在市場(chǎng)上比較常見的鋰一次性電池，基本為鋰-二氧化錳電池，也就是用電解二氧化錳取代固體氟化炭(CFxn)作為正極活性物。這種電池的使用效果也很好，但還沒有一種成熟的工藝將它應(yīng)用在針形電池上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種正極活性物質(zhì)材料來源廣泛，成本低廉、電性能優(yōu)良的針形鋰-二氧化錳電池。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種針形鋰-二氧化錳電池，由正極片、負(fù)極片、隔膜、殼體、膠塞、電解質(zhì)、電解液、鋼針等組成。正極片為壓有鋁網(wǎng)的正極膜，正極膜由電解二氧化錳、壓縮乙炔黑、石墨、粘合劑構(gòu)成；負(fù)極片為金屬鋰帶；隔膜為聚丙烯與聚乙烯復(fù)合膜；電解質(zhì)為LiClO4，電解液為碳酸丙烯脂(PC)、乙二醇二甲醚(DME)與二茂戊烷(DOL)混合液。
本發(fā)明的有益效果是，用價(jià)格更為低廉且來源廣泛的電解二氧化錳代替了價(jià)格較為昂貴的固體氟化炭，使產(chǎn)品成本大大降低，而電池的標(biāo)稱電壓，比能量等數(shù)據(jù)也都與原來的電池十分相近。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的各部分尺寸示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖以CR435針形鋰-二氧化錳電池為實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明本發(fā)明的針形鋰-二氧化錳電池，由正極片5、負(fù)極片3、隔膜層4、鋁殼6、膠塞2、電解質(zhì)、電解液、針桿1等組成，其中正極片5為壓有鋁網(wǎng)的正極膜，正極膜由電解二氧化錳、壓縮乙炔黑、石墨、粘合劑構(gòu)成；負(fù)極片3為金屬鋰帶；隔膜層4為聚丙烯與聚乙烯復(fù)合膜；電解質(zhì)為LiClO4，電解液為碳酸丙烯脂(PC)、乙二醇二甲醚(DME)與二茂戊烷(DOL)混合液。
CR435針形鋰-二氧化錳電池正極活性物質(zhì)為200～300目的無汞堿錳電池專用EMD，在370～390℃的高溫烘箱中烘烤18～20小時(shí)，然后在室溫下自然冷卻至相同溫度。乙炔黑原料與工業(yè)酒精按1∶1的比例混合后，早對(duì)輥機(jī)上壓制成片，然后過60目的機(jī)械振動(dòng)篩，使密度達(dá)到4～5ml/g。將上述處理過的EMD、乙炔黑和石墨在球磨機(jī)中混合均勻后倒入帶恒溫水浴的攪拌機(jī)內(nèi)，水域溫度設(shè)定為80～90℃，一次加入溫度為80℃的去離子水和濃度為37％的工業(yè)酒精，攪拌30～40分鐘后加入濃度為60％的聚四氟乙烯乳液，快速攪拌30～40秒成粘稠的膏狀物。將上述膏狀物在150℃烘箱中烘烤至半干，然后碾碎，并用無水乙醇揉成膏。在帶加熱的對(duì)輥機(jī)上將膏狀物壓成均勻致密的膜狀，并與清洗過的斜拉鋁網(wǎng)滾壓在一起，厚度控制在0.68～0.72mm，用裁刀將正極膜裁成長21mm寬9mmd的極片，然后在細(xì)圓柱形模具上卷成單層圓筒狀。將卷好的極片放在150℃烘箱中烘烤20小時(shí)，然后轉(zhuǎn)入溫度為170～180℃，欺壓低于0.1MPa的真空箱中干燥20～24小時(shí)，備裝配使用。
負(fù)極片3采用金屬鋰帶，厚度0.165mm，正，負(fù)極之間的隔膜4為聚丙烯與聚乙烯復(fù)合膜，膜厚為0.025mm。電解質(zhì)采用LiClO4，濃度為1.0mol/L，電解液采用碳酸丙烯脂(PC)、乙二醇二甲醚(DME)與二茂戊烷混合液(DOL)。質(zhì)量配比為PC∶DME∶DOL＝5∶3∶2。負(fù)極集流體采用304材質(zhì)的不銹鋼針，外徑1.0mm，長33mm。針體表面一部分經(jīng)過機(jī)械滾花處理，兩端光滑圓整。電池殼體6采用金屬鋁，直徑4.0mm，壁厚0.3mm?？诓坎捎媚z塞2密封，材質(zhì)為耐酸堿橡膠。
電池的裝配過程如下組裝電池在露點(diǎn)溫度為-35℃的手套箱中進(jìn)行，殼體6、膠塞2、鋼針1、隔膜4等配件在60℃高溫烘箱中干燥18小時(shí)以上。將鋰帶裁成長23mm寬10mm高0.165mm，隔膜4裁成長28mm寬15mm厚0.025mm。將膠塞2套在鋼針1未經(jīng)滾花處理的一端，鋰帶卷繞在鋼針另一端，隔膜4纏繞在負(fù)極片3的外圍，并將端部用電烙鐵熔接封死，然后包上正極片5，再用沖壓機(jī)將電芯壓至直徑在0.35mm左右將做好的電芯塞在殼體6內(nèi)，注入電解液，放入真空度為-0.06MPa的容器內(nèi)保持5～8秒。取出后壓入膠塞2、滾槽、束口，清洗后完成。
權(quán)利要求1.一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于膠塞套在鋼針一端，金屬鋰帶制成的負(fù)極片卷繞在鋼針另一端，隔膜纏繞在負(fù)極片的外圍，并將端部封死，最外層包上正極片，形成電芯，電芯塞在金屬鋁的殼體內(nèi)，注入電解液；電池采用反極式結(jié)構(gòu)，鋼針為負(fù)極端子，直接與負(fù)極片鋰帶相連接，金屬鋁的殼體為正極端子，與正極集流體鋁網(wǎng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于由電解二氧化錳、壓縮乙炔黑、石墨、粘合劑和成膏狀，所成的膏在帶加熱裝置的滾壓機(jī)上反復(fù)碾壓成均勻致密的膜，厚度在0.50～0.80mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于制成的膜與金屬鋁網(wǎng)在滾壓機(jī)上碾壓在一起，鋁網(wǎng)單面壓膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于正負(fù)極之間的隔膜層為聚丙烯與聚乙烯復(fù)合膜，厚度為0.024～0.026mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于作為正極集流體的金屬鋁網(wǎng)厚度為0.30～0.45mm，網(wǎng)孔為菱形，孔徑尺寸為(1.8～2.2)mm×(2.～2.5)mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于作為負(fù)極集流體的不銹鋼針采用304不銹鋼，針體經(jīng)過滾花處理，兩端光滑圓整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針形鋰-二氧化錳電池，其特征在于膠塞采用耐酸堿的橡膠塞，橡膠塞套在鋼針上，并與殼體同心軸，采用滾槽密封。
專利摘要一種針形鋰－二氧化錳電池。膠塞套在鋼針一端，金屬鋰帶制成的負(fù)極片卷繞在鋼針另一端，隔膜纏繞在負(fù)極片的外圍，并將端部封死，最外層包上正極片，形成電芯。電芯塞在金屬鋁的殼體內(nèi)，注入電解液；電池采用反極式結(jié)構(gòu)，鋼針為負(fù)極端子，直接與負(fù)極片鋰帶相連接，金屬鋁的殼體為正極端子，與正極集流體鋁網(wǎng)相連。本實(shí)用新型用價(jià)格更為低廉且來源廣泛的電解二氧化錳代替了價(jià)格較為昂貴的固體氟化炭作為電池正極活化物，使產(chǎn)品成本大大降低，而電池的標(biāo)稱電壓，比能量等數(shù)據(jù)也都與原來的電池十分相近。
文檔編號(hào)H01M6/14GK2729911SQ20042008884
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者劉建華, 楊建鋒, 何獻(xiàn)文 申請(qǐng)人:惠州德賽能源科技有限公司