[實(shí)用新型]一種水體系金屬鋰電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201320789998.9 | 申請(qǐng)日： | 2013-12-03 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN203644895U | 公開(kāi)（公告）日： | 2014-06-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 徐志彬;桑林;郝明明;孫文彬;丁飛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M10/36 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M10/36 |
| 代理公司： | 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101 | 代理人： | 李鳳 |
| 地址： | 300384 天津*** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 水體 金屬 鋰電池 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于鋰電池材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水體系金屬鋰電池。
背景技術(shù)
一種水體系金屬鋰電池作為可長(zhǎng)期儲(chǔ)備并具有更高比能量和比功率潛力的電化學(xué)體系而成為鋰系列電池研發(fā)的一個(gè)新興的重要方向。一種水體系金屬鋰電池的理論比能量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的化學(xué)電源體系，是常規(guī)鋰電池能量的十倍以上。因金屬鋰很容易被水腐蝕析氫，造成容量的損失和安全隱患，目前的一種水體系金屬鋰電池主要采用微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片來(lái)保護(hù)金屬鋰。微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片是電子絕緣體，但是能夠在電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)鋰離子的傳導(dǎo)，由于膜層本身結(jié)構(gòu)致密，因此它能夠完全阻擋水分子的穿透，避免水直接接觸到金屬鋰的表面發(fā)生析氫放熱反應(yīng)。
目前，常規(guī)封裝一種水體系金屬鋰電池的方法大多通過(guò)熱熔膠封裝微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片，由于微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片與熱熔膠長(zhǎng)時(shí)間處于有機(jī)電解液和水系電解液環(huán)境下會(huì)在界面發(fā)生脫離，這樣電池在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存及放電過(guò)程中從會(huì)有泄露失效甚至發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種有效防止電池密封界面脫離造成電池泄露，保證電池長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存安全的一種水體系金屬鋰電池。
本實(shí)用新型包括如下技術(shù)方案：
一種水體系金屬鋰電池，包括密封封裝在鋁塑膜和微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片之間的金屬鋰，所述鋁塑膜和微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片通過(guò)熱熔膠密封封裝，其特點(diǎn)是：所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片靠近四周的一面上制有金屬過(guò)渡層。
本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施：
所述金屬過(guò)渡層為鈦層。
所述金屬過(guò)渡層為當(dāng)所述微晶玻璃陶瓷片尺寸為20×20×0.5mm時(shí)，金屬過(guò)渡層為寬度2mm、厚度500nm。
本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
本實(shí)用新型通過(guò)在微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片靠近邊緣周?chē)囊幻嫔现朴幸粚逾佔(zhàn)鳛榻饘龠^(guò)渡層，有效防止了有機(jī)電解液和水系電解液長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下金屬過(guò)渡層與微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片發(fā)生脫離的現(xiàn)象，避免了因密封界面脫離造成的電池泄露，保證電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存儲(chǔ)及放電，大大調(diào)高了水體系金屬鋰電池的安全性。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型一種水體系金屬鋰電池結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-鋁塑膜，2-熱熔膠，3-金屬過(guò)渡層，4-微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片，5-金屬鋰。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步公開(kāi)本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，特例舉以下實(shí)例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下。
一種水體系金屬鋰電池，包括密封封裝在鋁塑膜和微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片之間的金屬鋰，所述鋁塑膜和微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片通過(guò)熱熔膠密封封裝，其特點(diǎn)是：所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片靠近四周的一面上制有金屬過(guò)渡層。
所述金屬過(guò)渡層為鈦層。
所述金屬過(guò)渡層為當(dāng)所述微晶玻璃陶瓷片尺寸為20×20×0.5mm時(shí)，金屬過(guò)渡層為寬度2mm、厚度500nm。
本實(shí)用新型一種水體系金屬鋰電池的制作過(guò)程
1.取用尺寸為20×20mm，厚0.5mm的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片4，使用精密研磨拋光機(jī)，拋光砂紙7000目，拋光轉(zhuǎn)速110rpm，拋光時(shí)間20min，對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片進(jìn)行拋光處理；
2.拋光完成后，將微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片置于超聲波清洗機(jī)中用丙酮超聲浸泡處理20min，除去微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的表面油污；取出晾干后放入濃H2SO4+K2Cr2O7洗液中浸泡10min，完成后使用去離子水超聲清洗5次，每次超聲清洗的時(shí)間為10min；將清洗后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片放入真空干燥箱70℃干燥10h，完成微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的預(yù)處理過(guò)程；
3.采用SP-3磁控濺射設(shè)備，本底真空抽至3×10-3，濺射氣壓1pa，濺射功率2w/cm2，在預(yù)處理完成的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面靠近邊緣處沉積一層寬為2mm厚度約為500nm的金屬鈦制作金屬過(guò)渡層3；
4.將金屬過(guò)渡層在C106濃度為3%脫脂液中浸泡20s，取出后用去離子水沖洗120s，完成金屬過(guò)渡層的脫脂處理；
5.將脫脂處理后的金屬過(guò)渡層在D140濃度為50%的出光液中浸泡10s，取出后用去離子水沖洗120s，完成金屬過(guò)渡層的出光處理；
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