[實用新型]一種低壓鋰離子電池

有效

• 申請號: 201820062825.X
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN207651591U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張漢軍
• 申請（專利權）人: 張漢軍
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/62;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 福州市博深專利事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 林志崢

本實用新型涉及電池技術領域，具體涉及一種低壓鋰離子電池。包括依次設置的正極材料層、電解質層和負極材料層，所述正極材料層包括鈦酸鋰材料，所述負極材料層包括石墨材料，所述正極材料層的表面或負極材料層的表面連接鋰金屬層。本實用新型提供的低壓鋰離子電池，在已有的鋰離子電池負極材料中，選用一種相對較高插鋰電位的鈦酸鋰材料作為正極材料層，與另一種相對較低插鋰電位的石墨材料作為負極材料層相匹配，正極材料層或負極材料層的表面連接鋰金屬層，從而獲得電壓在1.5V左右的鋰離子電池，該鋰離子電池能直接應用于“1.5V”電器。

技術領域

本實用新型涉及電池技術領域，具體涉及一種低壓鋰離子電池。

背景技術

目前大量的中低端小電器依然使用干電池作為電源，干電池包括碳鋅電池，堿性電池，鋰鐵電池等一次性電池和可充性鎳氫電池，適用于手電筒、半導體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、遙控器、玩具等電器。干電池本身的電化學性質決定了其電壓范圍在1.5V上下，這個電壓又決定了電器制造商的電路設計，即適用的電池電壓必須在1.5V上下，例如碳鋅電池，堿性電池和鋰鐵電池都在1.5V左右，鎳氫電池約1.2V。然而，已商業化的鋰離子電池的平均輸出電壓一般在3.2V～3.7V，如此高的電壓使得目前已有的鋰離子電池無法直接用于那些要求1.5V電壓的電器。若把鋰離子電池的正負電極分開看，目前已商業應用的正極材料相對于鋰金屬的鋰離子嵌入/脫嵌電位大致在4V上下，負極材料相對于鋰金屬的鋰離子插入/脫插電位一般不超過1.5V，因此，即使刻意匹配正負極材料，所組成的電池的電壓也會超過2V以上，如此高的電壓確實無法直接適用于“1.5V”電器。

無論從科技進步角度，還是能源和環境的可持續性角度來說，一次性電池都應該被可充性電池取代，已有的鎳氫電池也并不是理想的可充性電池體系，遺憾的是，處為技術高端地位的鋰離子電池卻游離于這類數量巨大的“1.5V”電器應用范圍之外，這也是亟待改進解決的問題。

解決這個問題有顯而易見的兩個方案，一是改變這類“1.5V”電器的電路設計，使之能夠接受通常的鋰離子電池的電壓，但是這個方案要求名目繁雜的各類電器制造商參與改動，成本和時間上都不可控，可行性較差；另一個方案是從鋰離子電池本身著手，使其電壓落于1.5V上下的合適區間，使鋰離子電池能夠用于這類“1.5V”電器，這也是本實用新型所涉及的方案。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能直接應用于“1.5V”電器的低壓鋰離子電池。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種低壓鋰離子電池，包括依次設置的正極材料層、電解質層和負極材料層，所述正極材料層包括鈦酸鋰材料，所述負極材料層包括石墨材料，所述正極材料層的表面或負極材料層的表面連接鋰金屬層。

進一步的，所述鋰金屬層為鋰金屬箔片。

進一步的，所述鋰金屬層為鋰金屬顆粒。

進一步的，所述低壓鋰離子電池的電壓為1.2V～1.5V。

進一步的，所述低壓鋰離子電池的電壓為1.5V。

本實用新型的有益效果在于：在已有的鋰離子電池負極材料中，選用一種相對較高插鋰電位的鈦酸鋰材料作為正極材料層，與另一種相對較低插鋰電位的石墨材料作為負極材料層相匹配，正極材料層或負極材料層上在連接鋰金屬層，從而獲得電壓在1.5V左右的鋰離子電池，該鋰離子電池能直接應用于“1.5V”電器。

附圖說明

圖1所示為本實用新型具體實施方式的低壓鋰離子電池的結構示意圖；

圖2所示為本實用新型具體實施方式的低壓鋰離子電池的結構示意圖；

圖3所示為本實用新型具體實施方式的低壓鋰離子電池的結構示意圖；