CN102456925B - 一种软包锂锰电池制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，公开了一种软包锂锰电池制备方法，制作电池的电芯结构，往电芯结构充灌电解质；对电池的正极进行脱水；脱水完成后用氩气进行填充；对电池进行预放电来消除MnO2·H2O中的水份；在开口状态下置入真空高温的环境中加压使电解液凝胶同时除去在聚合过程中产生的氮气。该制备方法能够增加电池成品率。

Description

一种软包锂锰电池制备方法
技术领域
本发明涉及到电池领域，具体地说，涉及一种软包锂锰电池制备方法。
背景技术
一次性锂锰电池自1980年Sanyo首次研究成功并投入商业化以来，由于其具有更高的容量密度和能量密度；电压高，单节锂电池电压为3.6V，约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；自放电小，可长时间储存等诸多优点，越来越被人们广泛使用。随着几十年的发展已有扣式锂锰电池、柱式锂锰电池等作为记忆电源或动力电源、被广泛应用于计算器、时钟、电脑、PDA、烟雾报警器、遥控器等产品。
随着技术的发展，各种电子设备，特别是便携式电子设备如手机、手提电脑、电子记事本、电子玩具等往小型化、薄型化发展，对电池电源提出了新的要求，要求电池不仅要有高能量密度，而且要具有质量轻、体积小的特点。软包锂锰电池应运而生，现有技术中软包锂锰电池包括液态软包锂锰电池和聚合物软包锂锰电池两种，液态软包锂锰电池采用液态电解液作为电解质，所以存在几大缺点：1.易鼓胀，2.漏液率高，3.易燃烧，4.电池极耳与线路板的焊接不可靠，因此导致安全性能比较差，这些缺陷严重制约一次软包锂锰电池的发展影响锂电电池的应用；聚合物软包锂锰电池是将专用的原位高分子聚合电解质液态电解液按原来的注液方法加入锂电池中，采取专门的方法使其经过高分子聚合后形成凝胶态电解质。聚合物软包锂锰电池在生产工艺中没有多余的电解液，因此它更稳定，也不易因电池的过量充电、碰撞或其他损害、以及过量使用而造成危险情况，因此聚合物软包锂锰电池能够减少液态电解液在软包电池应用中安全性能较差的缺陷。聚合物软包锂锰电池在生产过程中凝胶过程十分关键，现有生产工艺中不能完全排除凝胶过程中的干扰因素，致使成品率降低。
发明内容
本发明提供一种软包锂锰电池制备方法，能够增加电池成品率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种软包锂锰电池制备方法，制作电池的电芯结构，往电芯结构充灌电解质；
对电池的正极进行脱水；
脱水完成后用氩气进行填充；对电池进行预放电来消除MnO2·H2O中的水份；
在开口状态下置入真空高温的环境中加压使电解液凝胶同时除去在聚合过程中产生的氮气。
所述一种软包锂锰电池制备方法，其正极脱水是在真空高温条件下进行。
所述一种软包锂锰电池制备方法，其高温的具体条件是在150℃以上。
所述一种软包锂锰电池制备方法，其真空的具体条件是0.095Mpa以下。
该制备方法能够增加电池成品率，传统的作业是用真空泵抽去正极中的水蒸气，但但1克的水在-0.095Mpa的真空状态下可达到约1000m3的体积，要用真空泵抽去这1000m3实际运用时是很难的，同时水蒸发后在真空箱内形成的饱和度使正极中的水难以蒸发出来。本发明实施例采用在真空高温环境下通过2A至5A分子筛来吸收正极中蒸发出的水蒸汽；其中分子筛以可以吸附的分子直径大小分类，2A分子筛就是能吸附临界直径小于2诶的分子，5A分子筛就是能吸附临界直径小于5诶的分子。
现有技术中是用干燥空气对电池内部进行填充，这样会引入妨碍电解液凝胶的气体：O2、CO2、CO、N2。本发明实施例用氩气代替干燥空气对电池内部进行填充。
在脱水完成后变传统工艺放干燥空气填充的方法为氩气填充方法，这样填充于正极空隙中的只有氩气而无O2、CO2、CO、N2这些妨碍电解液凝胶的杂质存在。氩气是一种性质非常稳定的气体，充入氩气也能保证电池的性能稳定。
附图说明
图1为现有技术中卷绕式电极结构的结构示意图；
图2为现有技术中分离叠片式电极结构的结构示意图；
图3本发明实施例方形电池电极结构的结构示意图
图4为用隔膜袋方形卷绕电极结构、用隔膜袋圆形卷绕电极结构、用隔膜袋分离叠片电极结构以及用隔膜袋整体连续叠片电极结构示意图。
具体实施方式
目前现有技术中聚合物软包锂锰电池在凝胶过程中仍然存在干扰因素，主要是以下几个方面的原因：
电池的正极中存在水和氧气；在MnO2·H2O催化剂的作用下，催化分解碳酸丙烯酯产生二氧化碳；液态电解液在高分子聚合过程中会产生氮气，这些气体的产生不利于凝胶的形成，影响了电池的成品率。
本发明实施例的目的是提供一种软包锂锰电池的制备方法，以去除上述过程中产生的气体。
S1：制作电池的电芯结构，往电芯结构充灌电解质；
S2：对电池的正极进行脱水；
正极脱水是在真空高温的条件下进行，高温的具体条件是150℃以上，真空的具体条件是-0.095Mpa。传统的作业是用真空泵抽去正极中的水蒸气，但但1克的水在-0.095Mpa的真空状态下可达到约1000m3的体积，要用真空泵抽去这1000m3实际运用时是很难的，同时水蒸发后在真空箱内形成的饱和度使正极中的水难以蒸发出来。本发明实施例采用在真空高温环境下通过2A至5A分子筛来吸收正极中蒸发出的水蒸汽；其中分子筛以可以吸附的分子直径大小分类，2A分子筛就是能吸附临界直径小于2诶的分子，5A分子筛就是能吸附临界直径小于5诶的分子。
S3：脱水完成后用氩气进行填充；
现有技术中是用干燥空气对电池内部进行填充，这样会引入妨碍电解液凝胶的气体：O2、CO2、CO、N2。本发明实施例用氩气代替干燥空气对电池内部进行填充。
在脱水完成后变传统工艺放干燥空气填充的方法为氩气填充方法，这样填充于正极空隙中的只有氩气而无O2、CO2、CO、N2这些妨碍电解液凝胶的杂质存在。氩气是一种性质非常稳定的气体，充入氩气也能保证电池的性能稳定。
S3：对电池进行预放电来消除MnO2·H2O中的水份；
在MnO2·H2O催化剂的作用下，催化分解碳酸丙烯酯产生二氧化碳；为使MnO2·H2O丧失其催化性，主要通过对电池进行预放电来解决，预放电的深度为电池额定容量的3％～5％。对电池进行预放电就是用Li+去置换MnO2·H2O的H+，H2O就转化为Li2O，具体来说，利用预放电来消除MnO2·H2O的水份，使之不具备催化性。
S4：在开口状态下置入真空高温的环境中加压使电解液凝胶同时除去在聚合过程中产生的氮气。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种软包锂锰电池制备方法，其特征在于，制作电池的电芯结构，往电芯结构充灌电解质；对电池的正极进行脱水；脱水完成后用氩气进行填充；对电池进行预放电来消除MnO2·H2O中的水份；在开口状态下置入真空高温的环境中加压使电解液凝胶同时除去在聚合过程中产生的氮气；
所述正极脱水是在真空高温条件下进行；
所述正极脱水时的高温具体条件是在150℃以上；
所述正极脱水时的真空具体条件是0.095Mpa以下。
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