CS256835B1

CS256835B1 - A method for producing flat electrodes from lithium

Info

Publication number: CS256835B1
Application number: CS868756A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Moc; Ivan Korinek; Ladislav Hrabal
Original assignee: Lubomir Moc; Ivan Korinek; Ladislav Hrabal
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS875686A1

Abstract

Způsob se týká výroby plochých lithiových elektrod, určených pro elektrochemické zdroje proudu, a uplatní se zejména při výrobšvlithiových elektrod v mincových článcích. Řeší problém rychlého, jednoduchého a bezodpadového zpracování lithiováho ingotu při výrobě plochých lithiových elektrod. Podstata řešení spočívá v tom, že z protlačeného lithiového ingotu, rotujícího kolem své podélné osy, jsou odebírány ploché lithiové elektrody tlakem řezací struny, vedené kolmo k podélné ose protlačeného lithiového ingotu.The method relates to the production of flat lithium electrodes intended for electrochemical power sources and is particularly applicable to the production of lithium electrodes in coin cells. It solves the problem of fast, simple and waste-free processing of lithium ingots in the production of flat lithium electrodes. The essence of the solution lies in the fact that flat lithium electrodes are removed from an extruded lithium ingot rotating around its longitudinal axis by the pressure of a cutting wire guided perpendicular to the longitudinal axis of the extruded lithium ingot.

Description

Vynález se týká způsobu výroby plochých elektrod z lithia, určených pro elektrochemické zdroje proudu.The present invention relates to a process for producing lithium flat electrodes for electrochemical power sources.

Elektrody z lithia, určené pro elektrochemické zdroje proudu, kde je vyžadován plochý tvar lithiové elektrody, např. v mincových článcích, jsou podle dosud známého stavu techniky vyráběny vyřezáváním nebo vystřihováním z lithiové pásky nebo fólie. Nevýhodou tohoto způsobu je, že při výrobě plochých lithiových elektrod se musí nejdříve vyrobit nákladnou technologií, tzv. metodou studeného vysokotlakého protlačování lithiového.ingotu přes průtlačnou matrici tvaru štěrbiny, lithiová páska, ze které jsou vyráběny lithiové ploché elektrody odpadovou technologií. Odpad, který při výrobě vzniká,lze znovu použít jen po předešlém přetavení a protlačení do tvaru lithiové pásky. Další nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že povrch lithiové pásky nebo folie rychle reaguje s okolním prostředím, a z tohoto důvodu je třeba vyrobenou pásku nebo folii zpracovat v co nejkratším čase nebo zajistit dokonalou ochranu povrchu v inertním prostředí/např. v argonu.Lithium electrodes intended for electrochemical power sources where a flat shape of the lithium electrode is required, for example in coin cells, are manufactured by cutting or cutting from a lithium tape or foil according to the prior art. The disadvantage of this method is that in the production of the flat lithium electrodes, the lithium strip from which the lithium flat electrodes are produced by the waste technology must first be produced by expensive technology, the so-called cold high-pressure extrusion method of the lithium ion through the die-shaped die. Waste produced during manufacture can only be reused after previous remelting and extrusion into the shape of a lithium strip. A further disadvantage of this method is that the surface of the lithium tape or film reacts rapidly with the environment, and for this reason the tape or film produced must be processed in the shortest time possible or a perfect protection of the surface in an inert environment (e.g. in argon.

Další známý způsob výroby vychází při přípravě plochých lithiových elektrod z lithiového drátu, ze kterého se odstřihne požadovaná část, která se mechanicky očistí. Očištěný lithiový drát se nastříhá na kousky, jejichž objem je shodný s objemem připravované ploché lithiová elektrody. Kousky lithiového drátu se vkládají nastojato mezi upravené čelisti a pomalým stlačením se rozlisují do tabletek o průměru asi 9 až 10 mm. Takto připravené polotovary z lithia se vkládají do nádobky článku a tlakem lisovníku získají.svůj konečný tvar plochých lithiových elektrod. Nevýhoda tohoto způsobu spočívá ve velké pracnosti jednotlivých technologických operací a v nutnosti dokonalé ochrany před vlivemAnother known method of manufacture is to prepare flat lithium electrodes from a lithium wire from which the desired part is cut and mechanically cleaned. The cleaned lithium wire is cut into pieces equal to the volume of the prepared flat lithium electrode. The pieces of lithium wire are placed upright between the treated jaws and slowly compressed into tablets having a diameter of about 9-10 mm. The lithium preforms thus prepared are inserted into the cell container and obtained by the punch pressure with their final shape of the flat lithium electrodes. The disadvantage of this method lies in the great laboriousness of the individual technological operations and the necessity of perfect protection from the influence

- 2 256 835 okolního prostředí, neboí i v případě lithiového drátu připadá na jednotku objemu relativně velký povrch.- 2 256 835 of the environment, since even in the case of lithium wire, a relatively large surface area per unit volume.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje z velké části způsob výroby plochých elektrod z lithia metodou studeného vysokotlakého protlačování lithiového ingotu přes průtlačnou matrici požadovaného tvaru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že z protlačeného lithiového ingotu, rotujícího kolem své pejdélné osy, jsou odebírány ploché lithiové elektrody tlakem řezací struny, vedené kolmo k podélné ose protlačeného lithiového ingotu.The above drawbacks are largely overcome by the method of manufacturing lithium flat electrodes by the cold high pressure extrusion of a lithium ingot through a die of the desired shape. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fact that flat lithium electrodes are drawn from the extruded lithium ingot rotating about its longitudinal axis by the pressure of a cutting line extending perpendicular to the longitudinal axis of the extruded lithium ingot.

Výroba poloproduktu, podélného lithiového ingotu, je při tomto způsobu výroby plochých lithiových elektrod technologicky méně náročná než v případě výroby lithiové pásky, folie nebo drátu. Hodnota úběru při studeném vysokotlakém protlačování lithiového ihgotu jo z důvodu většího průřezu otvoru průtlačné matrice vždy nižší než v případě lithiové pásky, fozlie nebo drátu, s čímž souvisí i použití lisu s nižší tlačnou silou.The production of a semi-longitudinal lithium ingot in this method of manufacturing flat lithium electrodes is less technologically demanding than in the case of the production of lithium tape, foil or wire. Due to the larger cross-section of the die die, the cold-die extrusion value of the lithium ihgot is always lower than in the case of a lithium tape, foil or wire, which results in the use of a press having a lower pressing force.

Zp&bob výroby plochých lithiových elektrod podle vynálezu je oproti jiným způsobům složen pouze z jedné technologické operace odříznutí lithiové ploché elektrody z povrchu lithiového ingotu vhodného průřezu. Čelní kontaktní plochy lithiových elektrod jsou přitom kovově čisté i přesto, že povrch lithiového ingotu není dokonale čistý. Z tohoto důvodu není nutno povrch lithiového ingotu tak dokonale chránit, jako v případě lithiové pásky, folie nebo drátu,a to bez snížení kvality kontaktních ploch lithiových elektrod. Při odebírání plochých lithiových elektrod strunou také nedochází k deformaci protlačeného lithiového ingotu ani plochých lithiových elektrod, a i odpad je minimální.In contrast to other processes, the method of manufacturing flat lithium electrodes according to the invention consists of only one technological operation of cutting a lithium flat electrode from a surface of a lithium ingot of suitable cross-section. The front surfaces of the lithium electrodes are metallic clean even though the surface of the lithium ingot is not perfectly clean. For this reason, the surface of the lithium ingot does not need to be as well protected as in the case of lithium tape, foil or wire, without degrading the contact surfaces of the lithium electrodes. Also, the removal of the flat lithium electrodes by the string does not deform the extruded lithium ingot or the flat lithium electrodes, and waste is minimal.

Podstata vynálezu bude blíže popsána podle obrázku, který představuje příčný pohled na protlačený lithiový ingot, uchycený v rotačním zařízení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in more detail with reference to the drawing, which is a transverse view of an extruded lithium ingot mounted in a rotating device.

Odebírání plochých lithiových elektrod z protlačeného lithiového ingotu 1 se provádí na rotačním zařízení, které je podobné soustruhu a svými rozměry je uzpůsobeno velikosti protlačeného lithiového ingotu 1. V místě jezdce je umístěno řezací zařízení, které je tvořeno stativem J?, se kterým je kyvně spojeno rameno 6 s řezací strunou J z wolfram-molybděnu o síle 90 /um. Protlačený lithiový ingot 1 o rozměrech 8,3 mm . 8,3 mm se upne do čtvercové kleštiny £ a pomocí pohonného zařízení J začné rotovat. Stativ^The removal of the flat lithium electrodes from the extruded lithium ingot 1 is carried out on a rotary device similar to the lathe and adapted to the size of the extruded lithium ingot 1. The cutting device, which is formed by a tripod J? arm 6 with a 90 µm tungsten-molybdenum cutting wire J. Extruded 8.3 mm lithium ingot 1. 8.3 mm is clamped into a square collet 8 and rotated by the drive device J. Tripod ^

- 3 256 835 ae nastaví na horní desce J tak, aby řezací struna J, uchycená v rameni ^,po přiložení na rotující protlačený lithiový ingot 1 odebrala plochou lithiovou elektrodu o požadované tloušíce 1 mm.3 256 835 and e is adjusted on the top plate J such that the cutting cord J, which is attached to the arm 4, after being applied to the rotating extruded lithium ingot 1, picks up a flat lithium electrode of the desired thickness of 1 mm.

Způsob výroby plochých lithiových elektrod, určených pro elektrochemické zdroje proudu se uplatní zejména při výrobě lithiových elektrod v mincových článcích.The method of manufacturing flat lithium electrodes for electrochemical power sources is particularly useful in the production of lithium electrodes in coin cells.

Claims

Method for producing lithium flat electrodes by cold high pressure extrusion of a lithium ingot through a die of a desired shape, characterized in that flat lithium electrodes are removed from the extruded lithium ingot (1) rotating about its longitudinal axis by the pressure of the cutting line (7). perpendicular to the longitudinal axis of the extruded lithium ingot (1).