[發(fā)明專利]一種耐低溫扣式鋰錳電池

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• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107785592A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 徐峰;何偉中;陳俊
• 申請（專利權）人: 常州安伊達電源科技有限公司
• 主分類號: H01M6/14
• 分類號: H01M6/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及鋰錳電池技術領域，特別是一種耐低溫扣式鋰錳電池。

背景技術

鋰錳電池作為電池中的一種，因其體積小、電容量大而應用在很多領域。尤其是扣式鋰錳電池具有體積小、內阻低、放電電壓穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點。目前市場上的鋰錳扣式電池，由負極蓋、鋰片、隔膜、正極片、電解液、絕緣密封圈及正極蓋組成，正極蓋與負極蓋通過壓配方式形成一體。剛生產出來的新電池，其正極片周邊與絕緣密封圈之間具有間隙腔以保存電解液，但隨著電池的放電使用，作為電池負極的鋰會逐漸消耗，厚度變薄，而正極片卻逐漸膨脹占據電解液腔。到了放電中后期，膨脹后的正極片幾乎占據了全部的電解液腔，這種情況將致使正負極之間距離拉開，發(fā)生嚴重的隔開現象，使電池內部幾乎形成開路狀態(tài)，電池電壓因此會急劇下降，造成電池報廢；尤其是在低溫環(huán)境下，上述情況愈發(fā)明顯；同時為了改善Li/MnO₂電池的放電特性和溫度特性，合理選擇有機電解質溶液是十分重要的。目前國內外普遍采用的方法是以高氯酸鋰（LiClO₄）作電解質，以碳酸丙稀酯（PC）和乙二醇二甲醚（DME）的二元混合體系作溶劑。此外，也有用乙氧基甲氧苯乙烷（EME）取代DME以及用三氟甲基磺酸鋰（LiCF₃SO₃）取代LiClO₄的。用上述方法制造的Li/MnO₂電池，其特點在于它具有較高的比能量（達250瓦時/公斤和500瓦時/升），較高的電性能穩(wěn)定性和使用安全性。但是，它只適合在-20℃～+70℃溫度范圍內，以0.25mA/cm²電流密度長時間放電的場合使用，在冬天及靠近兩極地區(qū)低溫環(huán)境下的放電性能將大大降低。如何獲得一種可以在低溫環(huán)境下放電性能仍然優(yōu)異的鋰錳電池，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可適應低溫環(huán)境的扣式鋰錳電池。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的耐低溫扣式鋰錳電池，包括盤狀正極蓋、盤狀負極蓋、鋰片、正極塊、隔膜和正極塊安裝杯，所述正極塊置于正極塊安裝杯內，所述隔膜設于該正極塊的上端面與所述鋰片的下端面之間；所述正極塊安裝杯的底壁和環(huán)狀側壁設置多個通孔，所述盤狀負極蓋與盤狀正極蓋的裝配結合部位設有密封圈，所述正極塊安裝杯的環(huán)狀側壁外側與所述密封圈之間留有空隙；電解液置于所述正極塊安裝杯與密封圈之間的間隙內，以使所述電解液經環(huán)狀側壁的通孔與所述正極塊相接觸，實現電解放電；正極塊置于正極塊安裝杯內，可以有效避免正極塊變形膨脹占據電解液腔，以適應低溫環(huán)境的使用要求。

進一步，所述正極塊由熱處理過的二氧化錳、壓縮的乙炔黑、石墨粉和粘結劑按一定比例混合均勻，各組分的質量比為二氧化錳：石墨粉：乙炔黑：粘結劑=（85~88）：（1~3）：（5~7）：（5~6）；乙炔黑比面積大，吸附性強，具有更好的導電性。

進一步，所述電解液為LiClO₄的混合溶劑溶液；混合溶劑溶液由LiClO_4、碳酸丙烯脂(PC)、乙二醇二甲醚(DME)與二茂戊烷(DOL)組成，其質量配比為LiClO₄:PC:DME:DOL=（10~12）：（55~60）：（10~15）：（20~25）；DOL、DME、PC具有較高的介電常數和低冰點、高沸點等特性，三者的結合使得電解液在低溫環(huán)境下仍保持良好的導電性，同時可以加速LiClO₄在三元混合有機溶劑體系中的溶解，又可以確保有機電解質在一個寬的溫度范圍內保持液態(tài)，且整個有機電解質的粘度相對較低，滲透力較強。

進一步，所述正極塊安裝杯為不銹鋼安裝杯，所述通孔的直徑為0.5mm，相鄰通孔之間的間距為1mm，以獲得更為優(yōu)異的導電性能。

發(fā)明的技術效果：（1）本發(fā)明的耐低溫扣式鋰錳電池，相對于現有技術，在溫度為-40℃時，仍有很好的穩(wěn)定性，而已有Li/MnO₂電池僅能在-20℃的溫度以上工作；（2）帶有通孔的正極塊安裝杯不僅可以對正極塊進行限位，以適應低溫環(huán)境，可以替代現有鋰錳電池中的集流體；（3）正極安裝杯的環(huán)狀側壁和底壁均布多個直徑0.5mm的通孔，有效增加了正極塊、電解液、正極安裝杯之間的接觸面積，可以獲得更好的集流效果。

附圖說明

下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明：

圖1是本發(fā)明耐低溫扣式鋰錳電池的剖面結構示意圖；