[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

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，具體是一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池及制造方法。

背景技術

能量型電池要求電池的額定容量高，適合于一些需要小電流輸出的電子產品，輸出電流主要為毫安級或更小電流。傳統的能量型電池正極部分為棒狀結構，中心有一根起集流作用的芯桿，該芯桿主要充當正極集流體，由于正極材料常常是由正極活性物質，粘合劑以及導電劑共同構成，導電性能偏差，需要的正極集流體與正極之間的接觸面積較大才能保證良好的導電性能，這就使得芯桿設計的較粗，占據電池內部的空間，減少電池容量，如CR14250H的電池容量只有850mAh，其芯桿伸入電池內的下部正極中，影響電池容量的提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種高容量碳環式圓柱型鋰錳電池及制造方法，制造方法簡單有效，制造的能量型電池內部空間利用率大，負極和正極活性物質填充度高，適用于使用小電流的電子產品，提高了電池容量。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：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，芯桿，正極和鋰帶，所述正極和所述鋰帶之間設有隔膜，所述電池外殼的上端設有蓋板，所述芯桿穿過所述蓋板并懸于所述鋰帶的上方，所述芯桿的下端焊接有金屬條，所述金屬條伸入所述鋰帶內部，所述隔膜包覆在所述鋰帶的外側，所述正極的外側和所述電池外殼的內側之間涂有導電石墨乳。

進一步地，所述芯桿與所述蓋板之間設有絕緣玻璃；所述蓋板的下端面焊接有上絕緣片，所述蓋板的一端設有注液孔，密封釘密封注液孔；所述電池外殼的底部鋪有一層下絕緣片。

進一步地，所述鋰帶卷繞在所述金屬條的周圍，所述金屬條的下端與下絕緣片留有一段距離；所述正極為中部為中空結構的圓柱狀結構；所述鋰帶在中空結構內。

上述高容量碳環式圓柱型鋰錳電池的制造方法，包括以下步驟：

1)正極制備及入殼：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形成碳環式的正極；將電池外殼內壁涂刷導電石墨乳，將電池外殼底部焊接下絕緣片，將正極放入電池外殼中與導電石墨乳粘連；

2)負極制備及入殼：芯桿穿過蓋板的中部和帶孔的上絕緣片，芯桿下端焊接一根金屬條，鋰帶作為負極，將鋰帶以金屬條為中心軸卷繞壓緊，將隔膜卷繞在鋰帶上，放入正極的中空結構中；

3)注液密封：電解液注入到電池內，電解液吸附在正極上，將電池上部密封。

進一步地，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。

進一步地，所述步驟1)的正極粉制成含有中空結構的圓柱形，中空結構與正極的體積比為1:1.8～2.0。

優選地，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。

進一步地，所述步驟2)中金屬條為鎳條，隔膜為聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜，隔膜包裹鋰帶后的體積與正極的中空結構的體積一致。

進一步地，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。

優選地，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。

本發明1)芯桿由傳統的伸入電池下部的較粗的棒狀結構改成懸在電池上端的較短的芯桿和伸入電池內部活性物質的金屬條的組合體，金屬條體積小，減少了電池內部空間的占用，增加了電池內部可填充的鋰帶的量；金屬條具有負極集流體的作用；2)相比于同一型號的CR14250H電池容量均有所增加，電池容量可增大到大于950mAh；3)正極外側和電池外殼內側之間的導電石墨乳作為電池的正極，接觸面積大，集流能力強，不占用電池內部的空間。

附圖說明

圖1為本發明的軸向剖面圖。

圖2為本發明的徑向剖面圖。

圖3為本發明的正極結構示意圖。