一種3v可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法，屬于化學(xué)電源儲能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電子產(chǎn)品的普及及快速發(fā)展，可充鋰/二氧化錳扣式電池需求量越來越大，而現(xiàn)有的可充鋰/二氧化錳電池生產(chǎn)過程中，鋰鋁合金負(fù)極的制造速度很低，限制了產(chǎn)量的大幅度提升。
[0003]現(xiàn)有的鋰鋁合金的負(fù)極一般采用類似CN87100735公開的方法，即在常溫下用共乳工藝制備鋰鋁合金覆層:在相對濕度低于1%的環(huán)境中，將市售的純鋁或不含鋰的鋁合金與金屬鋰乳制在一起，加壓保持24小時后在鋁表面上形成鋰鋁合金覆層。
[0004]本發(fā)明公開了一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法，可以快速的制備鋰鋁合金負(fù)極，適合自動化大批量的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法，該方法具有工藝簡單、速度快、性能好、適合自動化大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法，其制備步驟是:
在純度99%以上的鋁板上沖下二個直徑相同的圓片，在其中一個圓片上面沖壓出同心圓環(huán)形凹槽(圖1)，對鋁圓片進(jìn)行除油和除水干燥，在相對濕度低于1%的干燥環(huán)境中，將鋁圓片/鋰塊/鋁圓片層疊在一起，外部施加壓力保持10秒鐘以上，使三者冷乳在一起，得到鋰招合金負(fù)極，所述的同心圓環(huán)形凹槽的界面為圓弧形，寬度為0.5mm，圓弧半徑為0.3mm，圓環(huán)之間的距離為0.8mm;所述的金屬鋰塊和二個鋁圓片的摩爾比在0.8?1.0之間；所述的鋁圓片/鋰塊/鋁圓片層疊在一起，鋁圓片上的同心環(huán)形凹槽面對金屬鋰塊。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法適合工業(yè)化大規(guī)?？焖偕a(chǎn)，同時具有先進(jìn)的性能。由于其中一個鋁圓片上有同心環(huán)凹槽，在鋰片和鋁片冷乳在一起的過程中，金屬鋰往往呈現(xiàn)同心圓方向流動特性，金屬鋰會充滿凹槽，夾在兩層鋁圓片之間，擴(kuò)大了接觸面積，縮短了擴(kuò)散的時間和路程，提高了鋰鋁合金的生成速度，可以立即用于電池裝配，達(dá)到了快速生產(chǎn)的目的，比CN87100735公開的方法單位產(chǎn)能提高500倍以上。另一方面，首次放電過程中，在電勢能的作用下，鋰離子穿過上層的金屬鋁層，進(jìn)入正極，形成比較均勻的離子通道，從而提高了負(fù)極的循環(huán)壽命。在0.1C，72%充電放電深度下循環(huán)，當(dāng)其容量低于初始值的72%時，循環(huán)次數(shù)達(dá)到了 100次。
【附圖說明】
[0008]圖1是招圓片的結(jié)構(gòu)不意圖
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
(I)將ML1220負(fù)極殼，內(nèi)側(cè)底部焊接一塊直徑為3mm厚度為0.2mm的鎳網(wǎng)，然后除油，清洗干凈后，在105°C鼓風(fēng)干燥4小時；
(2 )在純度99%、厚度0.25mm的鋁板上，沖下直徑9mm圓片2個，在其中一個鋁圓片上沖出同心環(huán)槽4個，槽截面圓弧半徑為0.3mm，槽寬度為0.5mm，4個槽等距分布，然后除油、清洗后，在105°C鼓風(fēng)干燥2小時；
(3)在相對濕度為0.9%的干燥間中，把有環(huán)槽的鋁圓片放入負(fù)極殼中，環(huán)槽朝上，在氣動壓力機(jī)上用塑料壓頭以0.5MPa力壓鋁圓片，3秒鐘，把鋁圓片固定在負(fù)極殼內(nèi)部，把電池級金屬鋰片1mg立方塊放在鋁圓片中間，再蓋上另一鋁圓片，用沖頭在鋁圓片施加1MPa壓力，保持10秒后撤去壓力，得到3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極。
[0010](4)在負(fù)極上放上PP隔膜，加入0.2g電解液IM LiPF6/(EC+DMC+PC)，然后隔膜上放低壓錳酸鋰正極片，最后蓋上正極殼，封口，得到MLl 220扣式電池。
[0011](5)對此電池進(jìn)行0.1C充放電測試，充電上限為3.25V，放電下限為2.0V，測試數(shù)據(jù)顯示其工作電壓為3.0V。按照72%D0D，0.1C充放電測試壽命，循環(huán)壽命為82次。
[0012]
實(shí)施例2
(I)將ML1220負(fù)極殼，內(nèi)側(cè)底部焊接一塊直徑為3mm厚度為0.2mm的鎳網(wǎng)，然后除油，清洗干凈后，在105°C鼓風(fēng)干燥4小時；
(2 )在純度99%、厚度0.25mm的鋁板上，沖下直徑9mm圓片2個，在其中一個鋁圓片上沖出同心環(huán)槽4個，槽截面圓弧半徑為0.3mm，槽寬度為0.5mm，4個槽等距分布，然后除油、清洗后，在105°C鼓風(fēng)干燥2小時；
(3)在相對濕度為0.9%的干燥間中，把有環(huán)槽的鋁圓片放入負(fù)極殼中，環(huán)槽朝上，在氣動壓力機(jī)上用塑料壓頭以0.5MPa力壓鋁圓片，3秒鐘，把鋁圓片固定在負(fù)極殼內(nèi)部，把電池級金屬鋰片Smg立方塊放在鋁圓片中間，再蓋上另一鋁圓片，用沖頭在鋁圓片施加1MPa壓力，保持10秒后撤去壓力，得到3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極。
[0013](4)在負(fù)極上放上PP隔膜，加入0.2g電解液IM LiPF6/(EC+DMC+PC)，然后隔膜上放低壓錳酸鋰正極片，最后蓋上正極殼，封口，得到MLl 220扣式電池。
[0014](5)對此電池進(jìn)行0.1C充放電測試，充電上限為3.25V，放電下限為2.0V，測試數(shù)據(jù)顯示其工作電壓為3.0V。按照72%D0D，0.1C充放電測試壽命，循環(huán)壽命為82次。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法，其特征在于:在純度99%以上的鋁板上沖下二個相同的圓片，在其中一個圓片上面沖壓出同心圓環(huán)形凹槽，對鋁圓片進(jìn)行除油和除水干燥，在相對濕度低于1%的干燥環(huán)境中，將鋁圓片/鋰塊/鋁圓片層疊在一起，外部施加壓力保持10秒鐘以上，使三者冷乳在一起，得到鋰鋁合金負(fù)極。2.權(quán)利要求1所述的同心圓環(huán)形凹槽的界面為圓弧形，寬度為0.5mm，圓弧半徑為0.3mm，圓環(huán)之間的距離為0.8mm。3.權(quán)利要求1所述的金屬鋰塊和兩個鋁圓片的摩爾比在0.8?1.0之間。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負(fù)極的制作方法。在純度99%以上的鋁板上沖下二個直徑相同的圓片，在其中一個圓片上面沖壓出同心圓環(huán)形凹槽（如圖），對鋁圓片進(jìn)行除油和除水干燥，在相對濕度低于1%的干燥環(huán)境中，將鋁圓片/鋰片/鋁圓片層疊在一起，外部施加壓力保持10秒鐘以上，使三者冷軋在一起，得到鋰鋁合金負(fù)極，同心圓環(huán)形凹槽的界面為圓弧形，寬度為0.5mm，圓弧半徑為0.3mm，圓環(huán)之間的距離為0.8mm，金屬鋰片和鋁片的摩爾比在0.8~1.0之間，鋁圓片/鋰塊/鋁圓片層疊在一起，鋁圓片上的同心環(huán)形凹槽面對金屬鋰塊。本發(fā)明方法工藝簡單、適合工業(yè)化大規(guī)?？焖偕a(chǎn)，同時具有先進(jìn)的性能。
【IPC分類】H01M4/38, H01M4/40, H01M4/1395, H01M10/052, H01M4/46
【公開號】CN105552348
【申請?zhí)枴緾N201510818762
【發(fā)明人】郝德利, 葉麗光
【申請人】天津赫維科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月23日