CN114243220A - 超薄型锂锰电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了超薄型锂锰电池,包括铝塑膜、隔膜、负极和正极,所述隔膜两侧涂敷电化学稳定的树脂型油性胶粘剂,所述负极通过胶粘的形式设于隔膜一侧,所述正极通过胶粘的形式设于隔膜的另一侧,形成一体化结构,所述铝塑膜设于隔膜、负极和正极外侧,本发明属于锂电池技术领域,具体是指超薄型锂锰电池,电池厚度不大于0.45mm,电极一体化设计,可嵌入标准金融卡片内(0.76mm),可弯折,体积比能量高,易于焊接,低自放电率。

Description

超薄型锂锰电池
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,具体是指超薄型锂锰电池。
背景技术
薄型(超薄型)锂锰电池是一种软包装形式的锂/二氧化锰电池,锂/二氧化锰软包装电池具有高安全性、高可靠性、高比能量、高环境适应性、储存性能好(无电压滞后)及性价比优越等独特的优点,薄型(超薄型)锂锰电池的应用非常广泛,传统市场领域包括移动电子设备、安防装置、汽车领域、公共事业领域(各种智能仪表)、救援、医疗器戒、音乐器具、军事应用领域等,新兴市场领域包括动态密码智能卡(OTP)、电子标签(RFID,射频识别)、无线传感器节点和远程测控平台(GPRS、CDMA、GPS等网络通信)等。
鉴于锂/二氧化锰软包装电池的诸多优越性,软包装锂锰电池技术的开发最早于1993年就已开展,主要目的为提升武器电池系统的安全性、能量密度、功率密度等,减轻武器系统的负重和体积。但技术上的挑战,即常温长时间储存或经高温储存后软包装电池出现气胀、泄漏、膨胀等难题以及低温性能不良的难题,仍然存在。解决这些难题的关键途经之一在于二氧化锰正极材料制备。二氧化锰正极材料直接影响锂/二氧化锰软包装电池的储存性能、高低温性能、及环境适用性。
锂/二氧化锰软包装电池国内虽也有研究,但是至今仍没有解决好电池在储存性能、高温性能、环境适应性和低温性能方面存在的问题,还存在许多技术关键需要突破。因此锂/二氧化锰软包装电池仍无法满足许多应用的要求。其关键原因是未能开发出高性能二氧化锰正极材料及与之相对应的正极极片制备和电池整体综合设计。
发明内容
为了解决上述难题,本发明提供了超薄型锂锰电池,电池厚度不大于0.45mm,电极一体化设计,可嵌入标准金融卡片内(0.76mm),可弯折,体积比能量高,易于焊接,低自放电率。
为了实现上述功能,本发明采取的技术方案如下:超薄型锂锰电池,包括铝塑膜、隔膜、负极和正极,所述隔膜两侧涂敷电化学稳定的树脂型油性胶粘剂,所述负极通过胶粘的形式设于隔膜一侧,所述正极通过胶粘的形式设于隔膜的另一侧,形成一体化结构,所述铝塑膜设于隔膜、负极和正极外侧,铝塑膜应用于锂离子电池电芯外包装封装。
优选地,所述负极采用金属锂或锂合金为负极材料。
其中,所述正极材料为金属氧化物、固体氧化剂或液体氧化剂,例如固态卤化物如氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)、氯化银(AgCl)、聚氟化碳((CF)4),固态硫化物如硫化铜(CuS)、硫化铁(FeS)、二硫化铁(FeS2),固态氧化物如二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5),固态含氧酸盐如铬酸银(Ag2CrO4)、铋酸铅(Pb2Bi2O5),固态卤素如碘(I2),液态氧化物如二氧化硫(SO2),液态卤氧化物如亚硫酰氯(SOCl2)。因此锂一次电池有很多系列,常见的有锂-二氧化锰、锂-硫化铜、锂-氟化碳、锂-二氧化硫和锂-亚硫酰氯等
进一步地,所述正极上设有正极极耳,所述负极上设有负极极耳,所述正极极耳和负极极耳上设有极耳胶。
锂一次电池,是一种高能化学原电池,俗称锂电池。以金属锂为负极,固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质,金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性物;锂电池的主要材料一般用金属锂或锂合金为负极材料,由于金属锂是一种活泼金属,遇水会激烈反应释放出氢气,所以这类锂电池必须采用非水电解质,它们通常由有机溶剂和无机盐组成,以不与锂和电池其他材料发生持续的化学反应为原则,常用LiClO4、LiAsF6、LiAlCl4、LiBF4、LiBr、LiCl等无机盐作锂电池的电解质,而有机溶剂则一般是用PC、EC、DME、BL、THF、AN、MF中的二、三种混合作为有机溶剂使用。锂电池的正极活性物质常用的有:固态卤化物如氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)、氯化银(AgCl)、聚氟化碳((CF)4),固态硫化物如硫化铜(CuS)、硫化铁(FeS)、二硫化铁(FeS2),固态氧化物如二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5),固态含氧酸盐如铬酸银(Ag2CrO4)、铋酸铅(Pb2Bi2O5),固态卤素如碘(I2),液态氧化物如二氧化硫(SO2),液态卤氧化物如亚硫酰氯(SOCl2),因此锂一次电池有很多系列,常见的有锂-二氧化锰、锂-硫化铜、锂-氟化碳、锂-二氧化硫和锂-亚硫酰氯等。
本发明采取上述结构取得有益效果如下:本发明提供的超薄型锂锰电池,操作简单,结构紧凑,设计合理,超薄设计:产品整体厚度不大于0.45mm,满足标准OTP卡的设计要求;一体化设计:采用新型隔膜结构,配合独特的正负极极片结构,形成一种类似于凝胶电池的新体系,正负极极片及隔膜形成一体化的电芯结构,确保了电池很好的柔性和稳定性,电池在弯曲变形时不会发生电极错位而导致微短路发生;低自放电率:采用优质隔膜和原材料的特殊处理工艺,产品自放电率低,年自放电率小于1.5%;易于焊接:采用新型电解液体系,正负极耳均采用镍质材料,必要时可对镍极耳进行上锡处理,满足用户对于极耳焊接的工艺需求;高比能量:通过优化设计、优化工艺及采用优质原材料,比容量相对同类产品高10%~20%;性价比高:一体化设计便于自动化生产并且产品成品率高。
附图说明
图1为本发明提供的超薄型锂锰电池的示意图。
其中,1、铝塑膜,2、隔膜,3、负极,4、正极,5、正极极耳,6、负极极耳,7、极耳胶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图,对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明提供的超薄型锂锰电池,包括铝塑膜1、隔膜2、负极3和正极4,隔膜2两侧涂敷电化学稳定的树脂型油性胶粘剂,负极3通过胶粘的形式设于隔膜2一侧,正极4通过胶粘的形式设于隔膜2的另一侧,形成一体化结构,铝塑膜1设于隔膜2、负极3和正极4外侧,铝塑膜1应用于锂离子电池电芯外包装封装,负极3采用金属锂或锂合金为负极3材料,正极4材料为金属氧化物、固体氧化剂或液体氧化剂,例如固态卤化物如氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)、氯化银(AgCl)、聚氟化碳((CF)4),固态硫化物如硫化铜(CuS)、硫化铁(FeS)、二硫化铁(FeS2),固态氧化物如二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5),固态含氧酸盐如铬酸银(Ag2CrO4)、铋酸铅(Pb2Bi2O5),固态卤素如碘(I2),液态氧化物如二氧化硫(SO2),液态卤氧化物如亚硫酰氯(SOCl2)。因此锂一次电池有很多系列,常见的有锂-二氧化锰、锂-硫化铜、锂-氟化碳、锂-二氧化硫和锂-亚硫酰氯等
正极4上设有正极极耳5,负极3上设有负极极耳6,正极极耳5和负极极耳6上设有极耳胶7。
锂一次电池,是一种高能化学原电池,俗称锂电池。以金属锂为负极3,固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质,金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极4活性物;锂电池的主要材料一般用金属锂或锂合金为负极3材料,由于金属锂是一种活泼金属,遇水会激烈反应释放出氢气,所以这类锂电池必须采用非水电解质,它们通常由有机溶剂和无机盐组成,以不与锂和电池其他材料发生持续的化学反应为原则,常用LiClO4、LiAsF6、LiAlCl4、LiBF4、LiBr、LiCl等无机盐作锂电池的电解质,而有机溶剂则一般是用PC、EC、DME、BL、THF、AN、MF中的二、三种混合作为有机溶剂使用。锂电池的正极4活性物质常用的有:固态卤化物如氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)、氯化银(AgCl)、聚氟化碳((CF)4),固态硫化物如硫化铜(CuS)、硫化铁(FeS)、二硫化铁(FeS2),固态氧化物如二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5),固态含氧酸盐如铬酸银(Ag2CrO4)、铋酸铅(Pb2Bi2O5),固态卤素如碘(I2),液态氧化物如二氧化硫(SO2),液态卤氧化物如亚硫酰氯(SOCl2),因此锂一次电池有很多系列,常见的有锂-二氧化锰、锂-硫化铜、锂-氟化碳、锂-二氧化硫和锂-亚硫酰氯等。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.超薄型锂锰电池,其特征在于:包括铝塑膜、隔膜、负极和正极,所述隔膜两侧涂敷电化学稳定的树脂型油性胶粘剂,所述负极通过胶粘的形式设于隔膜一侧,所述正极通过胶粘的形式设于隔膜的另一侧,所述铝塑膜设于隔膜、负极和正极外侧。
2.根据权利要求1所述的超薄型锂锰电池,其特征在于:所述负极采用金属锂或锂合金为负极材料。
3.根据权利要求2所述的超薄型锂锰电池,其特征在于:所述正极材料为金属氧化物、固体氧化剂或液体氧化剂。
4.根据权利要求3所述的超薄型锂锰电池,其特征在于:所述正极上设有正极极耳,所述负极上设有负极极耳,所述正极极耳和负极极耳上设有极耳胶。
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