[发明专利]正极发泡式锂锰电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正极发泡式锂锰电池及其制造方法，属于锂锰电池技术。

背景技术

目前，常规的锂锰电池的制造方法：

1、正极配方、正极片制造与电池装配：

二氧化锰∶乙炔黑∶石墨∶聚四氟乙烯乳液∶无水乙醇∶纯水＝(47.0％～48.0％)∶(4.2％～4.4％)∶(0.8％～1.1％)∶(3.0％～4.0％)∶(5.0％～5.5％)∶(37.0％～40.0％)。

用以上配方配制成电池正极浆料，经过烘干，去除浆料中的水分，在碾压机上与按一定尺寸裁剪好的铝拉网或不锈钢网一起轧制成规定厚度的正极粉片，再将正极粉片裁剪成规定尺寸，并在正极粉片的一端点焊镀镍钢带正极耳，用真空干燥法处理，即制成正极片待用。

用以上方法制造的锂锰电池的优点是：该饼使用了铝拉网或不锈钢网对正极饼进行集流，该集流体靠正极壳内大面，有利于正极饼与电池壳之间的电接触，对电池内阻有一定降低作用，提高较大电流放电平台。缺点是，铝拉网或不锈钢网几乎是平面结构，只能对正极饼单面集流，且位于该网两侧的正极材料强度低，容易脱落，因此需要使用较多粘结剂、导电剂。

若制造大电流放电、高容量的锂锰电池，常规的锂锰电池的制造方法无法实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极发泡式锂锰电池及其制造方法，该电池用于特殊场合，内阻小、负载平台高、可瞬间大电流放电及产业化可行性高的特点。

本发明通过下述技术方案来实现。

该电池壳、电池盖为不锈钢或其他金属材质，公称直径为Ф5.0～50.0毫米，公称全高为1.0～5.0毫米，电池壳、盖之间用橡胶或塑料绝缘密封，负极为金属锂，正、负极之间由隔膜隔离。正极浆料的配方为二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶NMP＝(55.0％～80.0％)∶(1.0％～5.0％)∶(0.2％～1.0％)∶(18.0％～40.0％)。

正极配制成浆料，直接填充到发泡镍中经过烘干、冲饼制成正极饼或造粒过筛后与发泡镍一起冲压成发泡式正极饼，然后装配成电池。

具体制备方法见实施例一和二。

附图说明

图1为实施例一的发泡式正极饼

图2为实施例二的发泡式正极饼

图3为实施例一的发泡式正极饼制作电池的装配示意图

图4为实施例二的发泡式正极饼制作电池的装配示意图

图5为本发明实施例一制备的正极发泡式锂锰电池的放电容量曲线。以CR2032为例，15KΩ放电容量250mAh以上，大电流1.0KΩ放电容量200mAh以上，短路电流600mA以上。

具体实施方式

实施例一：

直接填充到发泡镍中：

1)正极浆料的配方和制造步骤：

二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶NMP＝(55.0％～80.0％)∶(1.0％～5.0％)∶(0.2％～1.0％)∶(18.0％～40.0％)。

用以上配方制成电池的正极浆料，浆料比重1.5～2.5g/ml，粘度600～8000mPa.S，该浆具有一定很好的流动性。

(1)上浆料：发泡镍浸入浆料中，浆料自动进入发泡镍的孔隙中，通过调节发泡镍浸入之前的厚度，即发泡镍的预压厚度，亦即发泡镍可用孔隙的体积，来调整浆料进入量，直到需要的重量。或者把发泡镍放入空腔内，再使用填充泵向空腔中注入浆料，迫使该浆料进入发泡镍中，通过调节发泡镍的预压厚度来调整浆料进入量。

(2)烘烤：设定烘烤温度110±5℃，时间由烘干程度来决定，含湿1.0％～10.0％；实际参考后续冲压饼时不粘冲模、不掉粉为准。

(3)冲饼：把烘干并填充正极材料的发泡镍放入冲饼机中进行冲压成型，用真空干燥法处理，制得发泡镍式正极饼。

2)电池装配：

在相对湿度小于-40以下的干燥环境中进行：

把锂压入带密封绝缘圈的负极盖中，依次放隔膜、一次注液、发泡式正极饼、二次注液或把发泡式正极饼泡在电解液中、电池壳，再进行密封封口。

以CR2032为例，15KΩ放电容量250mAh以上，大电流1.0KΩ放电容量220mAh以上，短路电流600mA以上。

实施例二：

1)正极浆料的配方和制造步骤：

二氧化锰∶导电剂∶聚偏氟乙烯∶NMP＝(55.0％～80.0％)∶(1.0％～5.0％)∶(0.2％～1.0％)∶(18.0％～40.0％)。

用以上配方制成电池的正极浆料：