CN107681171B - 一种放电效率高的锂一次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种放电效率高的锂一次电池。它包括的正极片、隔膜、锂带负极片以及设置在正负极片上的极耳，所述的正极片、隔膜和锂带负极片是以正极片的极耳端为起始端相互卷绕在一起，在锂带负极片的卷绕尾端设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片；在锂带负极片的极耳与聚合物胶带片之间设有中止反应的凹槽。该结构的抑制反应区域能确保电池正常放电充分有效，中止反应凹口能确保电池在过放电和强制放电条件下锂带断裂，从而确保电池安全性，所以本发明的锂一次电池放电容量高、安全性能优异。

Description

一种放电效率高的锂一次电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种放电效率高的锂一次电池。
背景技术
传统工艺制作而成的锂一次电池，正负极相对应的反应界面宽度，包括负极的整个宽度，随着电化学反应的不断进行，负极金属锂不断消耗，其厚度越来越小，当反应进行到后期时，负极与正极紧密接触的局部区域，因反应消耗过多，形成与负极耳不相连的部分，导致负极锂带断裂、部分金属锂不能继续参与反应，负极利用率下降，电池容量不能有效发挥。但是又存在有些电池容量有效充分发挥了，但是在电池过发电后也会存在安全陷患。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种安全性好，锂带反应充分，电池容量有效充分发挥的锂一次电池。
为了解决上述技术问题，本发明提供的具体方案如下：一种放电效率高的锂一次电池，包括的正极片、隔膜、锂带负极片以及设置在正负极片上的极耳，所述的正极片、隔膜和锂带负极片是以正极片的极耳端为起始端相互卷绕在一起，在锂带负极片的卷绕尾端设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片；在锂带负极片的极耳与聚合物胶带片之间设有中止反应的凹槽。
进一步：在上述放电效率高的锂一次电池中，所述的聚合物胶带片是聚酰亚胺类胶片、聚烯烃类胶片、聚酯类胶片或聚氟类胶片中的任一种。所述的聚合物胶带片与锂带负极片之间设有亚克力胶层或硅胶层。所述聚合物胶带片宽度占锂带负极片宽度的10﹪～35﹪；优选的:所述聚合物胶带片长度占锂带负极片长度的10﹪～20﹪。
所述的凹槽的深度占整个负极片厚度的40%～90%。所述的凹槽的宽度占整个负极片长度的0.1%～7%。所述的凹槽的长度与负极片的宽度相同或略窄。
再进一步：在上述放电效率高的锂一次电池中，所述的正极片是将活性物质如二氧化锰、二硫化铁等与导电剂、粘结剂在溶剂如去离子水、N-甲基吡咯烷酮NMP等中搅拌均匀后，涂覆在正极集流体上，经干燥、碾压而成。所述的导电剂是石墨、炭黑中的至少一种。所述的粘结剂是聚四氟乙烯、偏聚乙烯、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸酯类三元共聚物乳胶中的至少一种，其中聚丙烯酸酯类三元共聚物乳胶如LA132、LA135胶。
众所周知，锂一次电池在制作时，将正负极片叠放在一起时，是以正极片的极耳端为卷绕起始端。本发明通过在锂带负极片的卷绕尾端设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片；聚合物胶带片的宽度占锂带负极片宽度的10﹪～35﹪；聚合物胶带片长度占锂带负极片长度的10﹪～20﹪。由这个范围内的抑制反应凹口既能满足电池放电充分有效，又能有效防止锂带负极片断裂，在锂带负极片的极耳与聚合物胶带片之间设有中止反应的凹槽。该结构的抑制反应区域能确保电池放电充分有效，中止反应凹槽能确保电池在过放电和强制放电条件下锂带断裂，从而确保电池安全性，所以本发明的锂一次电池，放电容量高、安全性能优异。
附图说明
图1为现有技术中，对比例1，锂带负极片展开时的结构图；
图2为本发明实施例1、2、3正极片和锂带负极片（加聚合物胶带片和凹槽）展开后相对位置的结构示意图；
图3为对比例2正极片和锂带负极片（加聚合物胶带片）展开后相对位置的结构示意图；
其中，1正极片、2锂带负极片、3极耳、4聚合物胶带片、5凹槽。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的阐述。
实施例1
如图2所示：一种放电效率高的锂一次电池，包括的正极片1、隔膜、锂带负极片2以及设置在正负极片上的极耳3，所述的正极片1、隔膜和锂带负极片2是以正极片的极耳端为起始端相互卷绕在一起，在锂带负极片2的卷绕尾端设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片4；在锂带负极片2的极耳3与聚合物胶带片4之间设有中止反应的凹槽5。所述的正极片的形成为：称取1843g 热处理过的电解二氧化锰，37g 石墨，120g 导电炭黑， 72g 聚四氟乙烯溶液，在去离子水中搅拌均匀后，涂覆在0.3毫米的铝网上，经干燥碾压，裁切并焊接极耳后形成正极片1，如图2所示的正极片1。所述的聚合物胶带片4的长度和宽度为35mm X 6mm,锂带负极片2长度和宽度为240mm X 25mm。中止反应的凹槽长度是25mm，所述的凹槽5的深度占整个负极片厚度的40%～90%。所述的凹槽5的宽度占整个负极片长度的0.1%～7%。
实施例2
按实施例1所述方法制备锂带正极片1，按图2所示位置，聚合物胶带片4长度和宽度为25mm X 4mm,锂带负极片长度和宽度为240mm X 25mm。中止反应的凹槽长度是25 mm，所述的凹槽5的深度占整个负极片厚度的40%～90%。所述的凹槽5的宽度占整个负极片长度的0.1%～7%。
实施例3
按实施例1所述方法制备锂带正极片1，按图2所示位置，聚合物胶带片4长度和宽度为30mm X 8mm,锂带负极片长度和宽度为240mm X 25mm。中止反应的凹槽长度是25 mm，所述的凹槽5的深度占整个负极片厚度的40%～90%。所述的凹槽5的宽度占整个负极片长度的0.1%～7%。
对比例1
一种锂锰电池，包括的正极片1、锂带负极片2以及设置在正极片上的极耳3，所述的正极片和锂带负极片相互卷绕在一起，锂带负极片展开后如图1所示，锂带负极片无抑制反应区域和中止反应的凹槽。
对比例2
在负极片上设有抑制反应区域，抑制反应区域粘接有聚合物胶带片4，但负极无中止反应的凹槽5，如图3。
将实施例1、2、3和对比例1、2形成的锂带负极片，组装成一次圆柱锂锰电池。
实施例与对比例的实验结果如下表1、表2所示：
表1：CR17345圆柱锂锰电池容量对比
表2：CR17345圆柱锂锰电池安全性对比
本发明通过在锂带负极片上设置抑制反应区域，抑制反应区域上设有聚合物胶带片4；在锂带负极片2的极耳3与聚合物胶带片4之间设有中止反应的凹槽5。该结构的抑制反应区域能确保电池放电充分有效，中止反应凹口能确保电池在过放电和强制放电条件下锂带断裂，从而确保电池安全性，所以本发明的锂一次电池放电容量高、安全性能优异。
上述实施例1、2、3正极材料换成二硫化铁，效果相同。
以上所述为本发明较佳的实现方式，在不脱离本发明构思情况下，进行任何显而易见的变形和替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种放电效率高的锂一次电池，包括的正极片(1)、隔膜、锂带负极片(2)以及设置在正负极片上的极耳(3)，所述的正极片(1)、隔膜和锂带负极片(2)是以正极片的极耳端为起始端相互卷绕在一起，其特征在于：
在锂带负极片(2)的卷绕尾端设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片(4)；
在锂带负极片(2)的极耳(3)与聚合物胶带片(4)之间设有中止反应的凹槽(5)。
2.根据权利要求1所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的聚合物胶带片(4)是聚酰亚胺类胶片、聚烯烃类胶片、聚酯类胶片或聚氟类胶片中的任一种。
3.根据权利要求2所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的聚合物胶带片(4)与锂带负极片(2)之间设有亚克力胶层或硅胶层。
4.根据权利要求3所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述聚合物胶带片(4)宽度占锂带负极片宽度的10﹪～35﹪；所述聚合物胶带片长度占锂带负极片长度的10﹪～20﹪。
5.根据权利要求1所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的凹槽(5)的深度占整个负极片厚度的40％～90％。
6.根据权利要求5所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的凹槽(5)的宽度占整个负极片长度的0.1％～7％。
7.根据权利要求6所述放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的凹槽(5)的长度与负极片的宽度相同或略窄。
8.根据权利要求1所述的放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的正极片是将活性物质与导电剂、粘结剂在溶剂中搅拌均匀后，涂覆在正极集流体上，经干燥、碾压而成；所述活性物质是二氧化锰或二硫化铁；所述溶剂是去离子水或N-甲基吡咯烷酮NMP。
9.根据权利要求8所述的放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的导电剂是石墨、炭黑中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的放电效率高的锂一次电池，其特征在于：所述的粘结剂是聚四氟乙烯、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸酯类三元共聚物乳胶中的至少一种。
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