CN102881920A - 复合浆扣式锂锰电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合浆扣式锂锰电池及其制造方法，属于锂锰电池技术。该电池的制备方法，包括正极与电解液组成复合浆的制备和电池装配。本发明优点在于，减少正极制造过程中烘干、造粒、冲饼、注液以及正极壳内涂导电胶与烘干等工序，工序简单，容易操作，提高产业化可行性；正极与电解液先混合成正极电解液复合浆，正极活性物质之间是湿态导电联接，不需要太高强度，可以减少粘结剂使用量，同时电解液在正极活性物质之间分布得更均匀，提高正极导电性，负载平台有明显改善，放电平台更平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合浆扣式锂锰电池及其制造方法，属于锂锰电池技术。
背景技术
目前，常规的锂锰电池的制造方法：
1、正极配方、正极片制造与电池装配：
二氧化锰∶乙炔黑∶石墨∶聚四氟乙烯乳液∶无水乙醇∶纯水＝(47.0％～48.0％)∶(4.2％～4.4％)∶(0.8％～1.1％)∶(3.0％～4.0％)∶(5.0％～5.5％)∶(37.0％～40.0％)。
用以上配方配制成电池正极浆料，经过烘干，去除浆料中的水分，经过造粒、过筛，再在碾压机上与按一定尺寸裁剪好的铝拉网或不锈钢网一起轧制成规定厚度的正极粉片，再将正极粉片裁剪成规定尺寸，并在正极粉片的一端点焊镀镍钢带正极耳，用真空干燥法处理，即制成正极片待用。
用以上方法制造的锂锰电池的优点是：该饼使用了铝拉网或不锈钢网对正极饼进行集流，该集流体靠正极壳内大面，有利于正极饼与电池壳之间的电接触，对电池内阻有一定降低作用，提高较大电流放电平台。缺点是，工序复杂、材料利用率低，正极入壳前，需要经过配料、烘烤、造粒过筛、冲饼等多个工序；正极饼与正极壳体之间靠接触过电流，可靠程度不高，电池在存续或断续使用中，负极物质在不断消耗，并进入到正极中，电池内部松紧程度变低，正极与正极壳之间的接触变差，使电池内阻变大；铝拉网或不锈钢网几乎是平面结构，只能对正极饼单面集流，且位于该网两侧的正极材料强度低，容易脱落，因此，需要使用较多粘结剂、导电剂，影响正极内部活性物质导电性。从而电池一致性不理想、大电流放电较差，放电平台不平稳。
若产业化制造放电稳定、一致性好的锂锰电池，常规锂锰电池的制造方法实现难度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合浆扣式锂锰电池及其制造方法，该电池用于特殊场合，一致性好、放电平台更平稳、内阻小、负载平台高、可瞬间大电流放电及产业化可行性高的特点。
本发明通过下述技术方案来实现。
该电池壳、电池盖为不锈钢或其他金属材质，公称直径为Ф5.0～50.0毫米，公称全高为1.0～5.0毫米，电池壳、盖之间用橡胶或塑料绝缘密封，负极为金属锂，正、负极之间由隔膜隔离。正极+电解液组成的复合浆的配方为二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶电解液(PC+LiClO4+醚类)＝(55.0％～78.0％)∶(1.5％～12.0％)∶(0.5％～1.2％)∶(15.0％～35.0％)，上述各组分重量百分比之和为100％。
电解液能很好的分散粘结剂，例如电液中的PC能分散粘结剂聚偏氟乙烯；该浆含液体15.0％～35.0％，故该浆具有一定流动性。因该浆加入到电池里隔膜上后，被隔膜吸走浆中液体的10～30％液体，该浆流动性减弱，适合封口后的电池电性能处于相对稳定状态，更适合产业化制造大电流放电、放电平台更平稳、一致性好的锂锰电池。
上述锂锰电池的制备方法，其特征包括以下步骤：
在相对湿度小于1％以下的干燥环境中进行：
1)正极+电解液组成的复合浆的配方和制造步骤：
二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶电解液(PC+LiClO4+醚类)＝(55.0％～78.0％)∶(1.5％～12.0％)∶(0.5％～1.2％)∶(15.0％～35.0％)。
用以上配方制成电池的正极电解液复合浆，比重在1.6～2.6g/mL，粘度在1000～10000mPa.S，该浆具有一定流动性。先把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，再放隔膜，然后采用漏斗状特殊导流阀流入、注入或挤入电池壳底部。
2)电池装配：
把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，再把隔膜放在负极锂上，用漏斗状特殊导流阀把复合膏流入、注入或挤入电池壳底部的隔膜上面，放正极壳，对电池进行封口。
附图说明
图1为正极电解液复合浆的漏斗状特殊导流阀
图2为负极盖依次放入锂、隔膜后
图3为把复合浆流入、注入或挤入到负极盖中的隔膜上
图4为把正极盖合在装锂、隔膜、复合浆的负极盖上
图5为本发明实施例一制备的复合浆扣式锂锰电池的放电容量曲线。以CR2032为例，15KΩ放电容量230mAh以上，大电流1.0KΩ放电容量190mAh以上，短路电流550mA以上。
具体实施方式
实施例一：
1)正极+电解液组成的复合浆的配方和制造步骤：
二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶电解液(PC+LiClO4+醚类)＝(55.0％～78.0％)∶(1.5％～12.0％)∶1.0％∶20.0％。
用以上配发制成电池的正极电解液复合浆，比重在2.2～2.6g/mL，粘度在3000～5000mPa.S，该浆具有一定流动性。先把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，再放隔膜，然后采用漏斗状特殊导流阀流入、注入或挤入电池壳底部。
2)电池装配：
把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，再把隔膜放在负极锂上，用漏斗状特殊导流阀把复合膏流入、注入或挤入电池壳底部的隔膜上面，放正极壳，对电池进行封口。
以CR435为例，15KΩ放电容量230mAh以上，大电流1.0KΩ放电容量190mAh以上，短路电流550mA以上。
实施例二：
1)正极+电解液组成的复合浆的配方和制造步骤：
二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶电解液(PC+LiClO4+醚类)＝(55.0％～78.0％)∶(1.5％～12.0％)∶1.0％∶30.0％。
用以上配发制成电池的正极电解液复合浆，比重在1.8～2.2g/mL，粘度在1500～3000mPa.S，该浆具有一定流动性。先把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，再放隔膜，然后采用漏斗状特殊导流阀流入、注入或挤入电池壳底部。
2)电池装配：同“实施例一”。
以CR435为例，15KΩ放电容量210mAh以上，大电流1.0KΩ放电容量160mAh以上，短路电流500mA以上。
Claims (3)
1.一种复合浆扣式锂锰电池，其特征在于：电解液与正极材料直接配置成复合浆，一起加入到电池中；该复合浆包含参与电池反应的正极活性物质与电解液。
2.如权利要求1所述的复合浆料，其特征在于：在相对湿度小于1％以下的干燥环境中将二氧化锰，导电剂，聚偏氟乙烯和电解液按照一定比例配制而成。
3.如权利要求1所述的复合浆扣式锂锰电池装配过程是：
(1)把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中；
(2)把隔膜放在负极锂上；
(3)用漏斗状特殊导流阀把复合膏流入、注入或挤入电池壳底部的隔膜上面；
(4)放正极壳体；
(5)对电池进行封口。
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