[發明專利]一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法

在審

• 申請號: 201510818761.2
• 申請日: 2015-11-22
• 公開（公告）號: CN105529453A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 葉麗光;郝德利
• 申請（專利權）人: 天津赫維科技有限公司
• 主分類號: H01M4/40
• 分類號: H01M4/40;H01M4/46;H01M4/1395;H01M10/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法，屬于化學電源儲能技術領域。

背景技術

由于電子產品的普及及快速發展，可充鋰/二氧化錳扣式電池需求量越來越大，而現有的可充鋰/二氧化錳電池生產過程中，鋰鋁合金負極的制造速度很低，限制了產量的大幅度提升。

現有的鋰鋁合金的負極一般采用類似CN87100735公開的方法，即在常溫下用共軋工藝制備鋰鋁合金覆層：在相對濕度低于1％的環境中，將市售的純鋁或不含鋰的鋁合金與金屬鋰軋制在一起，加壓保持24小時后在鋁表面上形成鋰鋁合金覆層。

本發明公開了一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法，可以快速的制備鋰鋁合金負極，適合自動化大批量的生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法，該方法具有工藝簡單、速度快、性能好、適合自動化大規模生產的特點。

本發明是通過以下技術方案加以實現的，一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法，其制備步驟是：

把純度99％以上鋁板加工成一個圓片，圓片上加工出直徑為0.3～0.5mm的通孔，按照輻射狀分布(圖1)，對鋁片進行除油和除水干燥，在相對濕度低于1％的干燥環境中，將鋰片與鋁片冷軋在一起，保持10秒鐘以上，得到鋰鋁合金負極，所述的金屬鋰片和鋁片的摩爾比在0.8～1.0之間，所述的通孔總面積占鋁圓片總面積的48％～62％。

本發明的優點是，一種3V可充扣式鋰電池鋰鋁合金負極的制作方法適合工業化大規模快速生產，同時具有先進的性能。由于鋁片上存在輻射狀分布的通孔，在鋰片和鋁片冷軋在一起的過程中，金屬鋰往往呈現同心圓方向流動特性，小孔中會優先充滿金屬鋰，并且這些填充在小孔中的金屬鋰會繼續向金屬鋁中擴散，從而把鋁/鋰金屬擴散界面拓展到了三維，擴大了接觸面積，縮短了擴散的時間和路程，形成的鋰鋁合金負極尺寸基本不變，可以立即用于電池裝配，達到了快速生產的目的，比CN87100735公開的方法單位產能提高1000倍以上。另一方面，小孔中填入的金屬鋰沿著平行金屬鋁板的方向擴散進去，使鋰元素在鋁片中的分布更均勻，因此循環性能更好。在0.1C，72％充電放電深度下循環，當其容量低于初始值的72％時，循環次數達到了80次。

附圖說明

圖1是鋁板加工成圓片的俯視圖。圓片上以圓心為中心均勻分布8條射線，兩條相鄰射線之間的夾角為45度，每條射線上間距均勻的分布著直徑相同的通孔。

具體實施方式

實施例1

(1)將ML1220負極殼，內側底部焊接一塊直徑為3mm厚度為0.2mm的鎳網，然后除油，清洗干凈后，在105℃鼓風干燥4小時；

(2)在純度99％、厚度0.52mm的鋁板上，沖出直徑9mm圓片，在圓片上沖出直徑為0.5mm的輻射狀分布的通孔180個，然后除油、清洗后，在105℃鼓風干燥2小時；

(3)把處理好的鋁片放入負極殼中，在氣動壓力機上以0.5MPa力用塑料壓頭壓鋁片，3秒鐘，把鋁片固定在負極殼內部。

(4)在相對濕度為0.9％的干燥間中，把電池級金屬鋰片10mg放在鋁片中間，用沖頭施加5MPa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極。

(5)在負極上放上PP隔膜，加入0.2g電解液1MLiPF₆/(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ML1220扣式電池。

(6)對此電池進行0.1C充放電測試，充電上限為3.25V，放電下限為2.0V，測試數據顯示其工作電壓為3.0V。按照72％DOD，0.1C充放電測試壽命，循環壽命為82次。

實施例2

(1)將ML1220負極殼，內側底部焊接一塊直徑為3mm厚度為0.2mm的鎳網，然后除油，清洗干凈后，在105℃鼓風干燥4小時；

(2)在純度99％、厚度0.5mm鋁板上，沖出直徑9mm圓片，在圓片上沖出直徑為0.3mm的輻射狀分布的通孔510個，然后除油、清洗后，在105℃鼓風干燥2小時；

(3)把處理好的鋁片放入負極殼中，在氣動壓力機上以0.3MPa力用塑料壓頭壓鋁片，3秒鐘，把鋁片固定在負極殼內部。