[实用新型]一种水体系金属锂电池

说明书

技术领域

本实用新型属于锂电池材料技术领域，特别是涉及一种水体系金属锂电池。

背景技术

一种水体系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。一种水体系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。因金属锂很容易被水腐蚀析氢，造成容量的损失和安全隐患，目前的一种水体系金属锂电池主要采用微晶玻璃陶瓷电解质片来保护金属锂。微晶玻璃陶瓷电解质片是电子绝缘体，但是能够在电场作用下实现锂离子的传导，由于膜层本身结构致密，因此它能够完全阻挡水分子的穿透，避免水直接接触到金属锂的表面发生析氢放热反应。

目前，常规封装一种水体系金属锂电池的方法大多通过热熔胶封装微晶玻璃陶瓷电解质片，由于微晶玻璃陶瓷电解质片与热熔胶长时间处于有机电解液和水系电解液环境下会在界面发生脱离，这样电池在长时间储存及放电过程中从会有泄露失效甚至发生爆炸的危险。

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一种有效防止电池密封界面脱离造成电池泄露，保证电池长时间储存安全的一种水体系金属锂电池。

本实用新型包括如下技术方案：

一种水体系金属锂电池，包括密封封装在铝塑膜和微晶玻璃陶瓷电解质片之间的金属锂，所述铝塑膜和微晶玻璃陶瓷电解质片通过热熔胶密封封装，其特点是：所述微晶玻璃陶瓷电解质片靠近四周的一面上制有金属过渡层。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述金属过渡层为钛层。

所述金属过渡层为当所述微晶玻璃陶瓷片尺寸为20×20×0.5mm时，金属过渡层为宽度2mm、厚度500nm。

本实用新型具有的优点和积极效果：

本实用新型通过在微晶玻璃陶瓷电解质片靠近边缘周围的一面上制有一层钛作为金属过渡层，有效防止了有机电解液和水系电解液长时间浸泡条件下金属过渡层与微晶玻璃陶瓷电解质片发生脱离的现象，避免了因密封界面脱离造成的电池泄露，保证电池长时间稳定存储及放电，大大调高了水体系金属锂电池的安全性。

附图说明

图1是本实用新型一种水体系金属锂电池结构示意图。

图中：1-铝塑膜，2-热熔胶，3-金属过渡层，4-微晶玻璃陶瓷电解质片，5-金属锂。

具体实施方式

为能进一步公开本实用新型的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图进行详细说明如下。

一种水体系金属锂电池，包括密封封装在铝塑膜和微晶玻璃陶瓷电解质片之间的金属锂，所述铝塑膜和微晶玻璃陶瓷电解质片通过热熔胶密封封装，其特点是：所述微晶玻璃陶瓷电解质片靠近四周的一面上制有金属过渡层。

所述金属过渡层为钛层。

所述金属过渡层为当所述微晶玻璃陶瓷片尺寸为20×20×0.5mm时，金属过渡层为宽度2mm、厚度500nm。

本实用新型一种水体系金属锂电池的制作过程

1.取用尺寸为20×20mm，厚0.5mm的微晶玻璃陶瓷电解质片4，使用精密研磨抛光机，抛光砂纸7000目，抛光转速110rpm，抛光时间20min，对微晶玻璃陶瓷电解质片进行抛光处理；

2.抛光完成后，将微晶玻璃陶瓷电解质片置于超声波清洗机中用丙酮超声浸泡处理20min，除去微晶玻璃陶瓷电解质片的表面油污；取出晾干后放入浓H₂SO₄+K₂Cr₂O₇洗液中浸泡10min，完成后使用去离子水超声清洗5次，每次超声清洗的时间为10min；将清洗后的微晶玻璃陶瓷电解质片放入真空干燥箱70℃干燥10h，完成微晶玻璃陶瓷电解质片的预处理过程；

3.采用SP-3磁控溅射设备，本底真空抽至3×10^-3，溅射气压1pa，溅射功率2w/cm²，在预处理完成的微晶玻璃陶瓷电解质片一面靠近边缘处沉积一层宽为2mm厚度约为500nm的金属钛制作金属过渡层3；

4.将金属过渡层在C106浓度为3%脱脂液中浸泡20s，取出后用去离子水冲洗120s，完成金属过渡层的脱脂处理；

5.将脱脂处理后的金属过渡层在D140浓度为50%的出光液中浸泡10s，取出后用去离子水冲洗120s，完成金属过渡层的出光处理；