CN203134919U - 一种水体系金属锂电池 - Google Patents

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徐志彬
丁飞
桑林
张晶
刘兴江
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Abstract

本实用新型涉及一种水体系金属锂电池，包括耐碱电池壳体内部粘贴在电解质片一面的正极板，粘贴在电解质片另一面密封包有金属锂负极板和负极电解液的负极封装膜；电池壳体外部有从正极板上引出的正极极耳和从金属锂负极板上引出的负极极耳，电池壳体内注有正极电解液，其特点是：所述电解质片为0.08mm～0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片。本实用新型由于采用了0.08mm～0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片作为电解质片，减小了电池内阻，有效提高了电流密度。

Description

一种水体系金属锂电池
技术领域
本实用新型属于薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池制造技术领域，特别是涉及一种水体系金属锂电池。
背景技术
薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池作为可长期储备并具有更高比能量和比功率潜力的电化学体系而成为锂系列电池研发的一个新兴的重要方向。薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池的理论比能量远高于传统的化学电源体系，是常规锂电池能量的十倍以上。但是由于金属锂很容易被水腐蚀析氢，造成容量的损失和安全隐患，目前主要采用微晶玻璃陶瓷片作为电解质片来保护金属锂，而使得锂电极可以在水溶液中稳定工作。
目前微晶玻璃陶瓷片因加工水平限制，一定的尺寸随加工厚度减薄废品率迅速增高，这样使得微晶玻璃陶瓷片具有很高的成本，而且微晶玻璃陶瓷片薄片非常脆弱，在装配锂保护电极时极易碎裂，使得锂保护电极以及电池组装非常复杂。同时，由于微晶玻璃陶瓷片厚度限制，电池内阻不能进一步减小，影响了电池大电流放电的能力。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供内阻小、电流密度高的一种水体系金属锂电池。
本实用新型采取的技术方案是：
一种水体系金属锂电池，包括耐碱电池壳体内部粘贴在电解质片一面的正极板，粘贴在电解质片另一面密封包有金属锂负极板和负极电解液的负极封装膜；电池壳体外部有从正极板上引出的正极极耳和从金属锂负极板上引出的负极极耳，电池壳体内注有正极电解液，其特点是：所述电解质片为0.08mm～0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片。
本实用新型还可以采用如下技术方案：
所述正极板和电解质片通过聚合物胶黏剂粘贴成一体，所述负极封装膜和电解质片通过热熔胶粘贴成一体。
所述电池壳体为环氧树脂板制成的方形壳。
所述负极封装膜为柔性铝塑膜。
所述正极板为AgO板。
所述负极电解液为高氯酸锂、六氟磷酸锂、四硼酸锂之一种电解质和碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯之一种或一种以上溶剂形成的电解液。
所述正极电解液为LiOH水溶液。
所述正极极耳为铝丝网或者镍丝网、负极极耳为铜丝网。
所述聚合物胶黏剂为PVDF、PVDF-HFP或PTFE溶液之一种。
所述热熔胶为聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺溶液之一种。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
本实用新型由于采用了0.08mm～0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片作为电解质片，减小了电池内阻，有效提高了电流密度。
附图说明
图1是本实用新型一种水体系金属锂电池的结构示意图。
图中，1-正极极耳；2-正极电解液；3-正极板；4-聚合物胶黏剂；5-电解质片；6-负极电解液；7-负极极耳；8-热熔胶；9-金属锂负极板；10-负极封装膜；11-电池壳体。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图1详细说明如下：
一种水体系金属锂电池，包括耐碱电池壳体11内部粘贴在电解质片5一面的正极板3，粘贴在电解质片另一面密封包有金属锂负极板9和负极电解液6的负极封装膜10；电池壳体外部有从正极板上引出的正极极耳1和从金属锂负极板上引出的负极极耳7，电池壳体内注有正极电解液2。
本实用新型的的创新点是：
所述电解质片为0.08mm～0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片；所述正极板和电解质片通过聚合物胶黏剂4粘贴成一体，所述负极封装膜和电解质片通过热熔胶8粘贴成一体；所述电池壳体为环氧树脂板制成的方形壳；所述负极封装膜为柔性铝塑膜；所述正极板为AgO板；所述负极电解液为高氯酸锂、六氟磷酸锂、四硼酸锂之一种电解质和碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯之一种或一种以上溶剂形成的电解液；所述正极电解液为LiOH水溶液；所述正极极耳为铝丝网或者镍丝网、负极极耳为铜丝网；所述聚合物胶黏剂为PVDF、PVDF-HFP或PTFE溶液之一种；所述热熔胶为聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺溶液之一种。
实施例：
⑴选用20×20mm、1mm厚的微晶玻璃陶瓷片作为电解质片，20×20cm、1mm厚的AgO板作为正极板，使用DMF为溶剂的PVDF-HFP溶液作为聚合物胶黏剂，将聚合物胶黏剂均匀涂到微晶玻璃陶瓷片一面后贴附到AgO板上，置于鼓风干燥箱中，60℃烘干，微晶玻璃陶瓷片与AgO板粘贴成一体；
⑵AgO板作为微晶玻璃陶瓷片的支撑体位于微晶玻璃陶瓷片的下面，用1000目精度的磨床对微晶玻璃陶瓷片磨至0.08mm厚；正极板上引出作为正极极耳的铝丝网；
⑶使用裁好的柔性铝塑膜作为负极封装膜，该柔性铝塑膜靠近金属锂负极板侧对负极电解液和金属锂负极板均稳定，外侧对碱性水溶液稳定；用低温聚丙烯热熔胶将铝塑膜与微晶玻璃陶瓷片另一面贴合，置于热封口机上，温度为200℃时，铝塑膜与微晶玻璃陶瓷片另一面热合成一体，再将负极封装膜热合成封装袋，在干燥气氛下，将金属锂负极板装填到封装袋中，引出作为负极极耳的铜丝网，封装袋中注入六氟磷酸锂的浓度为0.5M的碳酸乙烯酯溶液作为负极电解液，采用真空封口机对封装袋封口后，形成薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池芯；
⑷将所述电池芯置入环氧树脂板制成的电池壳体中，正极极耳和负极极耳从电池壳体内部引出，电池壳体内注满0.1mol/L的LiOH水溶液作正极电解液，最后对电池壳体进行密封，完成本实用新型制备的薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池。
将本实用新型实施例制备的薄型微晶玻璃陶瓷片金属锂电池加热至70℃，用arbin设备进行放电试验；与使用0.3mm厚微晶玻璃陶瓷片，目前公知方法制备的水体系锂-AgO电池测试数据相比，在同样的电压下，电流密度提高了10%～20%。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水体系金属锂电池，包括耐碱电池壳体内部粘贴在电解质片一面的正极板，粘贴在电解质片另一面密封包有金属锂负极板和负极电解液的负极封装膜；电池壳体外部有从正极板上引出的正极极耳和从金属锂负极板上引出的负极极耳，电池壳体内注有正极电解液，其特征在于：所述电解质片为0.08mm~0.12mm厚的微晶玻璃陶瓷片。
2.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述正极板和电解质片通过聚合物胶黏剂粘贴成一体，所述负极封装膜和电解质片通过热熔胶粘贴成一体。
3.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述电池壳体为环氧树脂板制成的方形壳。
4.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述负极封装膜为柔性铝塑膜。 
5.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述正极板为AgO板。
6.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述负极电解液为高氯酸锂、六氟磷酸锂、四硼酸锂之一种电解质和碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯之一种形成的电解液。
7.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述正极电解液为LiOH水溶液。
8.根据权利要求1所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述正极极耳为铝丝网或者镍丝网、负极极耳为铜丝网。
9.根据权利要求2所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述聚合物胶黏剂为PVDF、PVDF-HFP或PTFE溶液之一种。
10.根据权利要求2所述的水体系金属锂电池，其特征在于：所述热熔胶为聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺溶液之一种。 
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