CN107785533A - 一种放电效果高、安全性高的锂一次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及放电效率高、安全性好的锂一次电池。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，在正极片上且远离极耳的尾端上设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片；在锂带负极片的近极耳处设有中止反应的凹槽。本发明该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。

Description

一种放电效果高、安全性高的锂一次电池
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、安全性好的锂一次电池。
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、安全性好的锂一次电池，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，在正极片上且远离极耳的尾端上设有抑制反应区域；所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片；在锂带负极片的近极耳处设有中止反应的凹槽。
进一步：在上述放电效率高、安全性好的锂一次电池中，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正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正极片宽度的10﹪～35﹪；所述聚合物胶带片长度占正极片长度的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%～10%。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、安全性好的锂一次电池中，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。
通过在正极片上设置抑制反应区域，防止锂一次电池放电后期、与正极片对应的负极锂带出现断裂现象。正极片由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等中搅拌均匀后后，涂覆在正极集流体上，经干燥、碾压而成。本发明的在正极片上且远离极耳的尾端设有抑制反应区域，且聚合物胶带片宽度占极片宽度的10﹪～35﹪；所述聚合物胶带片长度占正极片长度的10﹪～20﹪。由这个范围内的聚合物胶带片形成的抑制反应区域既能满足电池放电充分有效，又能有效防止锂带断裂，所以本发明的锂一次电池放电容量高。在锂带负极片的近极耳处设有中止反应的凹槽；中止反应凹槽能确保电池放电结束后，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，所以本发明该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，所以本发明的锂二氧化锰电池放电容量高、安全性能优异。
附图说明
图1为现有技术中的正极片结构图，如对比例1；
图2为本发明实施例1、2、3正极片（加聚合物胶带片）和锂带负极片（加凹槽）展开后相对位置的结构示意图；
图3为对比例2正极片（加聚合物胶带片）和锂带负极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
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如图1所示的正极片1。在正极上设有极耳2和抑制反应区域，如图2，所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片是聚酰亚胺类胶片4。聚酰亚胺类胶片的长度和宽度为35mm X 6mm,正极片长度和宽度为240mm X 25mm。所述的聚酰亚胺胶带片与正极片之间设有亚克力胶层或硅胶层。如图2在负极片上形成中止反应的凹槽5。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%～10%。
实施例2
按实施例1所述方法制备正极片1，按图2所示位置在正极上形成一抑制反应区域，所述的抑制反应区域上设有聚烯烃类胶片3。聚烯烃类胶片的长度和宽度为25mm X 4mm,正极片长度和宽度为240mm X 25mm。如图2在负极片上形成中止反应的凹槽5。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%～10%。
实施例3
按实施例1所述方法制备正极片1，按图2所示位置在正极上形成一抑制反应区域，所述的抑制反应区域上设有聚丙烯胶片3。聚丙烯胶片的长度和宽度为35mm X 8mm,正极片长度和宽度为240mm X 25mm。如图2在负极片上形成中止反应的凹槽5。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%～10%。
对比例1
按实施例1所述方法制备正极片，正极片无抑制反应区域，如图1。
对比例2
按实施例1所述方法制备正极片，正极片有抑制反应区域，负极无中止反应的凹槽，如图3。
将实施方式1、2、3和对比例1、2形成的正极片、负极片，组装成一次锂锰电池。实施方式与对比例的实验结果如下表1和表2：
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
本发明通过在正极片1上设置抑制反应区域，所述的抑制反应区域上设有聚合物胶带片4；可有效的防止锂一次电池放电后期负极锂带断裂的现象，从而提高锂一次电池的放电容量。在锂带负极片2的近极耳3处设有中止反应的凹槽5。中止反应凹槽5能确保电池放电结束后，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，
在上述实施例1、2、3中，将正极材料换为二硫化铁，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、安全性好的锂一次电池，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），其特征在于：在正极片（1）上且远离极耳的尾端上设有抑制反应区域；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）的近极耳（3）处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、安全性好的锂一次电池，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、安全性好的锂一次电池，其特征在于：所述的聚合物胶带片（4）与正极片（1）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、安全性好的锂一次电池，其特征在于：所述聚合物胶带片（4）宽度占正极片宽度的10﹪～35﹪；所述聚合物胶带片长度占正极片长度的10﹪～20﹪。
5.根据权利要求1所述放电效率高、安全性好的锂一次电池，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、安全性好的锂一次电池，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%～10%。
7.根据权利要求6所述放电效率高、安全性好的锂一次电池，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、安全性好的锂一次电池，其特征在于：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。
9.根据权利要求8所述的放电效率高、安全性好的锂一次电池，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、安全性好的锂二氧化锰电池，其特征在于：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。
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