[實用新型]一種耐高溫扣式鋰錳電池

有效

• 申請號: 201621194279.2
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN207052700U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（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: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0569;H01M2/08;H01M2/14;H01M6/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及鋰錳電池技術領域，特別是一種耐高溫扣式鋰錳電池。

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、放電電壓穩定、使用壽命長的優點。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，發生嚴重的隔開現象，使電池內部幾乎形成開路狀態，電池電壓因此會急劇下降，造成電池報廢；尤其是在低溫環境下，上述情況愈實用新型顯；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，在高溫環境下由于密封圈的熔點較低，高溫時密封圈極易融化，造成電解液泄漏、電極變形，使得電池報廢。

如何獲得一種可以在高溫環境下放電性能仍然優異的鋰錳電池，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可適應高溫環境、具有超寬的工作溫度范圍的扣式鋰錳電池。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的耐高溫扣式鋰錳電池，包括盤狀正極蓋、盤狀負極蓋、鋰片、正極塊、隔膜、墊環，所述正極塊置于盤狀正極蓋內，所述隔膜包括環狀側壁和頂壁，所述頂壁置于正極塊的上端面與所述鋰片的下端面之間，以使所述正極塊的上部被所述環狀側壁包圍且兩者之間留有間隙；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，該密封圈的內壁中部沿其周向設置環形凹槽，以使所述隔膜與所述密封圈密封配合時隔膜的環狀側壁置于所述環形凹槽內，所述正極塊的下部與所述密封圈之間留有空隙；所述墊環置于所述密封圈的內側，且墊環的下端面與所述盤狀正極蓋固定相連，對密封圈的內環面形成支撐，用于對所述密封圈進行限位，避免長時間使用后密封圈變形后向內盤狀正極蓋的中心移動；電解液置于所述正極塊與密封圈之間的間隙、所述環狀側壁與正極塊之間的間隙內，以使所述電解液與所述正極塊相接觸，實現電解放電；所述密封圈為橡膠改性聚丙烯耐高溫密封圈，該橡膠改性聚丙烯耐高溫密封圈包括聚丙烯、三元乙丙橡膠、碳酸鈣、添加劑、抗氧化劑；加入的碳酸鈣可有效提高密封圈的熔點，避免適用過程中因溫度過高密封圈融化造成電池失效。

進一步，所述橡膠改性聚丙烯耐高溫密封圈中各組分的質量百分比為：聚丙烯60%~68%，三元乙丙橡膠10%~18%，碳酸鈣20%~28%，添加劑1%~5%，抗氧化劑0.2%~0.3%；該配方制作的密封圈的熱變形溫度提高到125℃以上。

進一步，所述電解液為LiCF3SO3的混合溶劑溶液；混合溶劑溶液由LiCF3SO3、碳酸丙烯脂(PC)、碳酸二乙脂 (DEC)與碳酸甲乙脂 (EMC)組成，其質量配比為LiCF3SO3:PC:DEC:EMC=（8~12）:（30~40）:（25~30）:（20~30）；EMC、DEC、PC具有較高的熔沸點，三者混合后可以將混合有機電解液在密閉扣式電池中的沸點提高到125℃以上，以適應高溫環境。