CN211455842U - 一种新型耐高温扣式锂锰电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型耐高温扣式锂锰电池，包括正极壳、正极、隔膜、负极、负极壳、电解液，在负极锂片和隔膜之间加入一个涂有单面氧化镁涂覆层的铝片，涂层与隔膜接触，隔膜是200μm～300μm的玻璃纤维隔膜。此结构减缓了高温下电解液与金属锂的反应，阻止了正极产生的有害物质与金属锂作用，保持了正极/隔膜/负极三者间的紧密接触，本实用新型的电池高温搁置和高温放电性能明显提高。

Description

一种新型耐高温扣式锂锰电池

技术领域

本实用新型涉及一种耐高温扣式锂锰电池，属于化学电源储能技术领域。

背景技术

随着电子信息技术及新兴智能化电子产品的快速发展，对一次锂二氧化锰扣式电池的性能要求也不断提高，尤其是高温搁置及高温放电性能，这成为了锂锰一次电池应用在高温环境领域的瓶颈。

常规的锂锰扣式电池在高温下搁置或放电，通常会发生正极的膨胀、粉化，电解液分解、干涸，隔膜被氧化、变脆，电池鼓胀，密封圈泄漏等问题，导致放电性能急剧恶化。目前的解决措施主要集中在几个方面：改进密封圈的材质及结构、在电解液中添加沸点高的组分、开发耐高温、耐氧化的隔膜等。通过采取这些措施，电池的高温性能有了提高，但距离市场需求仍有差距。

如何提高锂锰扣式电池在高温下搁置及放电的性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种在高温搁置及高温放电下仍具有良好性能的扣式锂锰电池。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案加以实现的：一种新型耐高温扣式锂锰电池，包括正极壳、正极、隔膜、负极、负极壳、电解液，其特征在于，在负极锂片和隔膜之间加入一个有涂覆层的铝片，涂层与隔膜接触，所述的正极是由电解二氧化锰、导电剂、粘接剂按比例混合造粒、压片而成。

作为优选方案，所述的铝片是纯度99%的铝材，铝片的厚度是10μm～500μm。

作为优选方案，所述的涂覆层是单面氧化镁涂层，厚度2μm～10μm，含有95%MgO和5%聚丙烯酸酯粘接剂。

作为优选方案，所述的铝片的厚度是200μm～400μm。

作为优选方案，所述的隔膜是玻璃纤维隔膜，厚度200μm～300μm。

作为优选方案，所述的电解液是高氯酸锂溶于碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚（LiClO₄/PC+DME，PC：DME体积比4：1）电解液。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在锂片和隔膜之间加入有涂覆层的铝片，部分的铝与锂在电解液和电位作用下形成合金化的一层阻挡层，减缓了高温下电解液与金属锂的反应（锂离子仍可以迁移到正极，不影响电池的正常放电）。同时，氧化镁可以吸收电解液在高温下产生的氢离子，铝片及氧化镁涂层会阻止高温下正极产生的锰离子、钠离子、铁离子或自由基与金属锂作用，从而保护了金属锂负极。进一步地，铝片厚度必须不小于10μm，其强度才能够作为一个刚性支撑体与金属锂保持良好的接触，避免了由于高温下金属锂蠕变引起的电池内阻骤然升高的问题，这样在放电过程中会始终保持正极/隔膜/负极三者间的紧密接触，所以本实用新型的电池高温搁置和高温放电性能明显提高。电池在经历高温125℃搁置120小时后，在此温度下仍可以放出90%以上的额定容量，而且具有较高的放电电压平台。

附图说明

图1本实用新型扣式锂锰电池的结构示意图。

1负极壳；2锂片；3有涂覆层的铝片；4隔膜；5正极；6正极壳。

图2本实用新型结构的电池与对比例电池的高温放电曲线。

1本实用新型电池；2对比例1电池。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

实施例1

按照附图1，一种新型耐高温扣式锂锰电池，包括负极壳1、锂片2、有涂覆层的铝片3、隔膜4、正极5、正极壳6，其中的铝片3在锂片2和隔膜4之间。

电池的装配过程是：在负极壳1上依次放入锂片2、有氧化镁涂覆层的铝片3，且涂覆层对着隔膜，再放上隔膜4，滴入电解液，然后放上正极5，盖上正极壳6，封口，得到高温扣式锂锰电池。

本实施例中，装配的是CR2032电池。取一个CR2032的负极壳，先放入ø16mm、厚0.5mm的锂片，再放入ø16mm、厚300μm的有氧化镁涂覆层（8μm）的铝片，涂层朝向隔膜放置，然后放上ø19mm、厚0.3mm的玻璃纤维隔膜，滴入3～5滴电解液（1M LiClO₄/PC+DME 体积比4：1），再放上ø15.8mm、厚约1.8mm的正极片，盖上正极壳，在封口模具上封口，得到CR2032高温锂二氧化锰扣式电池。

本实施例中的氧化镁涂层的制作方法是：将分析纯氧化镁粉末与聚丙烯酸酯粘接剂按质量比95：5混合制成浆料，涂到洁净的铝片上，130℃烘干后备用。

本实施例中的正极是由电解二氧化锰、导电剂、粘接剂按比例混合、造粒、压片而成，正极片使用前预先浸泡电解液。

对比例1

电池装配中放入的铝片上无氧化镁涂覆层，其余与实施例1相同。

对比例2

电池装配中不放入铝片，其余与实施例1相同。

对上述实施例1和对比例1、2中的锂锰扣式电池进行性能测试：

三种电池均在高温125℃下搁置120h后，继续在125℃以5mA/cm²放电，前两种电池的放电曲线见附图2。采用本实用新型结构的电池的放电容量和放电电压平台均明显高于对比例1，对比例2放不出电，没有放电曲线。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种新型耐高温扣式锂锰电池，包括正极壳、正极、隔膜、负极、负极壳、电解液，其特征在于，负极锂片和隔膜之间有一个铝片，铝片的单面涂有涂覆层，涂覆层与隔膜接触，涂覆层是氧化镁涂层。

2.根据权利要求1所述的一种新型耐高温扣式锂锰电池，其特征在于，所述的铝片厚度是10μm～500μm。

3.根据权利要求1所述的一种新型耐高温扣式锂锰电池，其特征在于，所述的涂覆层厚度2μm～10μm。

4.根据权利要求1所述的一种新型耐高温扣式锂锰电池，其特征在于，所述的铝片的厚度是200μm～400μm。

5.根据权利要求1所述的一种新型耐高温扣式锂锰电池，其特征在于，所述的隔膜是玻璃纤维隔膜，厚度200μm～300μm。

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