[发明专利]高容量碳环式圆柱型锂锰电池及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体是一种高容量碳环式圆柱型锂锰电池及制造方法。

背景技术

能量型电池要求电池的额定容量高，适合于一些需要小电流输出的电子产品，输出电流主要为毫安级或更小电流。传统的能量型电池正极部分为棒状结构，中心有一根起集流作用的芯杆，该芯杆主要充当正极集流体，由于正极材料常常是由正极活性物质，粘合剂以及导电剂共同构成，导电性能偏差，需要的正极集流体与正极之间的接触面积较大才能保证良好的导电性能，这就使得芯杆设计的较粗，占据电池内部的空间，减少电池容量，如CR14250H的电池容量只有850mAh，其芯杆伸入电池内的下部正极中，影响电池容量的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种高容量碳环式圆柱型锂锰电池及制造方法，制造方法简单有效，制造的能量型电池内部空间利用率大，负极和正极活性物质填充度高，适用于使用小电流的电子产品，提高了电池容量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高容量碳环式圆柱型锂锰电池，包括圆柱形的电池外壳，芯杆，正极和锂带，所述正极和所述锂带之间设有隔膜，所述电池外壳的上端设有盖板，所述芯杆穿过所述盖板并悬于所述锂带的上方，所述芯杆的下端焊接有金属条，所述金属条伸入所述锂带内部，所述隔膜包覆在所述锂带的外侧，所述正极的外侧和所述电池外壳的内侧之间涂有导电石墨乳。

进一步地，所述芯杆与所述盖板之间设有绝缘玻璃；所述盖板的下端面焊接有上绝缘片，所述盖板的一端设有注液孔，密封钉密封注液孔；所述电池外壳的底部铺有一层下绝缘片。

进一步地，所述锂带卷绕在所述金属条的周围，所述金属条的下端与下绝缘片留有一段距离；所述正极为中部为中空结构的圆柱状结构；所述锂带在中空结构内。

上述高容量碳环式圆柱型锂锰电池的制造方法，包括以下步骤：

1)正极制备及入壳：将二氧化锰，导电剂，粘合剂，溶剂按质量比为(65～70)：(3～7)：(2～4)：(24～28)混合均匀制成正极粉；将正极粉烘干并预压造粒，将正极粉制成中空结构形成碳环式的正极；将电池外壳内壁涂刷导电石墨乳，将电池外壳底部焊接下绝缘片，将正极放入电池外壳中与导电石墨乳粘连；

2)负极制备及入壳：芯杆穿过盖板的中部和带孔的上绝缘片，芯杆下端焊接一根金属条，锂带作为负极，将锂带以金属条为中心轴卷绕压紧，将隔膜卷绕在锂带上，放入正极的中空结构中；

3)注液密封：电解液注入到电池内，电解液吸附在正极上，将电池上部密封。

进一步地，所述步骤1)中正极粉烘干的温度为150～180℃，预压造粒的颗粒粒径为250～830μm。

进一步地，所述步骤1)的正极粉制成含有中空结构的圆柱形，中空结构与正极的体积比为1:1.8～2.0。

优选地，所述步骤1)中的导电剂为碳黑、乙炔黑、导电石墨或碳纳米管中的一种或几种的组合，粘合剂为羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丁苯胶中的一种或几种的组合，溶剂为纯净水。

进一步地，所述步骤2)中金属条为镍条，隔膜为聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜，隔膜包裹锂带后的体积与正极的中空结构的体积一致。

进一步地，所述步骤3)中的电解液为非水有机溶剂和溶质组成的混合液，非水有机溶剂为碳酸酯类或碳酸酯类与醚类的体积比为1:1的混合物，溶质为含锂盐的化合物。

优选地，所述碳酸酯类为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或几种的组合；所述醚类为四氢呋喃、1,2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、1,3-二氧戊烷或缩二乙二醇二甲醚中的一种或几种的组合；所述锂盐为高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂，所述电解液的浓度为1mol/L。

本发明1)芯杆由传统的伸入电池下部的较粗的棒状结构改成悬在电池上端的较短的芯杆和伸入电池内部活性物质的金属条的组合体，金属条体积小，减少了电池内部空间的占用，增加了电池内部可填充的锂带的量；金属条具有负极集流体的作用；2)相比于同一型号的CR14250H电池容量均有所增加，电池容量可增大到大于950mAh；3)正极外侧和电池外壳内侧之间的导电石墨乳作为电池的正极，接触面积大，集流能力强，不占用电池内部的空间。

附图说明

图1为本发明的轴向剖面图。

图2为本发明的径向剖面图。

图3为本发明的正极结构示意图。