[發明專利]高容量碳環式圓柱型鋰錳電池及制造方法

有效

• 申請號: 201710271367.0
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107180976B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 代江華;周軍
• 申請（專利權）人: 武漢孚安特科技有限公司
• 主分類號: H01M6/14
• 分類號: H01M6/14;H01M4/583;H01M4/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

1.一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池，包括圓柱形的電池外殼(5)，芯桿(1)，正極(3)和鋰帶(2)，所述正極(3)和所述鋰帶(2)之間設有隔膜(4)，其特征在于：所述電池外殼(5)的上端設有蓋板(6)，所述芯桿(1)穿過所述蓋板(6)并懸于所述鋰帶(2)的上方，所述芯桿(1)的下端焊接有金屬條(1.1)，所述金屬條(1.1)伸入所述鋰帶(2)內部，所述隔膜(4)包覆在所述鋰帶(2)的外側，所述正極(3)的外側和所述電池外殼(5)的內側之間涂有導電石墨乳(5.2)。

2.根據權利要求1所述的高容量碳環式圓柱型鋰錳電池，其特征在于：所述芯桿(1)與所述蓋板(6)之間設有絕緣玻璃(1.2)；所述蓋板(6)的下端面焊接有上絕緣片(1.3)，所述蓋板(6)的一端設有注液孔，密封釘(1.4)密封注液孔；所述電池外殼(5)的底部鋪有一層下絕緣片(5.1)。

3.根據權利要求1所述的高容量碳環式圓柱型鋰錳電池，其特征在于：所述鋰帶(2)卷繞在所述金屬條(1.1)的周圍，所述金屬條(1.1)的下端與下絕緣片(5.1)留有一段距離；所述正極(3)為中部為中空結構(3.1)的圓柱狀結構；所述鋰帶(2)在中空結構(3.1)內。

4.一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)正極(3)制備及入殼：將二氧化錳，導電劑，粘合劑，溶劑按質量比為(65～70)：(3～7)：(2～4)：(24～28)混合均勻制成正極粉；將正極粉烘干并預壓造粒，將正極粉制成中空結構(3.1)形成碳環式的正極(3)；將電池外殼(5)內壁涂刷導電石墨乳(5.2)，將電池外殼(5)底部焊接下絕緣片(5.1)，將正極(3)放入電池外殼(5)中與導電石墨乳(5.2)粘連；

2)負極制備及入殼：芯桿(1)穿過蓋板(6)的中部和帶孔的上絕緣片(1.3)，芯桿(1)下端焊接一根金屬條(1.1)，鋰帶(2)作為負極，將鋰帶(2)以金屬條(1.1)為中心軸卷繞壓緊，將隔膜(4)卷繞在鋰帶(2)上，放入正極(3)的中空結構(3.1)中；

3)注液密封：電解液注入到電池內，電解液吸附在正極(3)上，將電池上部密封。

5.根據權利要求4所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述步驟1)中正極粉烘干的溫度為150～180℃，預壓造粒的顆粒粒徑為250～830μm。

6.根據權利要求4或5所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述步驟1)的正極粉制成含有中空結構(3.1)的圓柱形，中空結構(3.1)與正極(3)的體積比為1:1.8～2.0。

7.根據權利要求6所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述步驟1)中的導電劑為碳黑、乙炔黑、導電石墨或碳納米管中的一種或幾種的組合，粘合劑為羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丁苯膠中的一種或幾種的組合，溶劑為純凈水。

8.根據權利要求4所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述步驟2)中金屬條(1.1)為鎳條，隔膜(4)為聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜，隔膜(4)包裹鋰帶(2)后的體積與正極(3)的中空結構(3.1)的體積一致。

9.根據權利要求4所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述步驟3)中的電解液為非水有機溶劑和溶質組成的混合液，非水有機溶劑為碳酸酯類或碳酸酯類與醚類的體積比為1:1的混合物，溶質為含鋰鹽的化合物。

10.根據權利要求9所述的一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，其特征在于：所述碳酸酯類為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一種或幾種的組合；所述醚類為四氫呋喃、1,2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、1,3-二氧戊烷或縮二乙二醇二甲醚中的一種或幾種的組合；所述鋰鹽為高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰，所述電解液的濃度為1mol/L。