一种锂锰电池的制作方法

本实用新型涉及一种电池，尤其是指一种锂锰电池。

背景技术：

目前，公知的全密封圆柱形锂-二氧化锰电池是由电池外壳、锂带、隔膜、正极、盖组和电解液构成。盖组一般由芯柱、玻璃绝缘体以及金属盖板构成，通过高温烧结，玻璃绝缘体熔融将芯柱与金属盖板封接在一起，并同时将两者隔离、起到物理绝缘作用，芯柱位于玻璃体的中间，金属盖板位于玻璃体的外缘；盖组与圆柱形钢壳通过激光焊或者氩弧焊接在一起，由正极、隔膜、负极组成的电芯被封装在钢壳内部；电芯的正极与盖组的芯柱相连、而负极与钢壳进行连接，注入电解液并封装注液孔后形成电池。

现有技术的全密封圆柱形锂锰电池主要有以下两个缺点：第一，在电池的长期储存过程中，电池自放电增大，开路电压降低，电池容量下降、使用寿命缩短，一般不超过5年；第二，对于传统的正极和负极通过隔膜以相互卷绕的方式形成的锂锰功率型电池，由于负极锂带集流效果不好，在电池小电流放电过程中，会出现电池放电平台突然断崖式下降、电池内阻骤升的情况，在没有任何预警的情况下电池突然失效，这对于许多用电器来讲是不允许的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种锂锰电池，其可避免在小电流放电过程中出现放电平台的断崖式下降而导致电池失效的情况。

本实用新型所要解决的另一技术问题在于提供一种锂锰电池，其可延长电池的储存时间和使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：一种锂锰电池，包括有一外壳、一设于该外壳上端的盖组及设于该外壳内部的电芯，其中该盖组包括有一盖板、一设于盖板上的注液孔、一设于该盖板中间处的芯柱及一设于该盖板与芯柱之间的绝缘体；该电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕而成，自该正极片引出有一正极极耳，该正极极耳电性连接于该芯柱，而自该负极片引出有一负极极耳，该负极极耳电性连接于该外壳，所述负极片沿长度方向设置有一导电带。

在上述技术方案中，所述芯柱采用过渡金属或过渡金属合金制备而成，优选为钼、钽、铝、钛、钯、铂、钒、铌中的一种或合金制备而成。

在上述技术方案中，所述负极片可以是锂带或锂铝合金带。

在上述技术方案中，所述导电带为铜箔、铜网、铜丝、镍带、镍网、镍丝中的一种。

在上述技术方案中，所述导电带与负极片的长度比为0.2～1：1。。

本实用新型的有益技术效果是：该锂锰电池的负极片上设置有导电带，可加强负极的集流效果，有效避免锂锰电池小电流放电平台断崖式下降和电池内阻骤升的情况；进一步地，该锂锰电池的芯柱采用过渡金属或过渡金属合金制备而成，在电池的储存和使用过程中，在电芯内部不会有金属物质和其它导电物质的析出，降低了电池的自放电损耗，延长电池使用寿命至10～15年，容量保有率可维持在80％以上。

附图说明

图1是本实用新型锂锰电池的剖面结构示意图。

图2是本实用新型锂锰电池的盖组剖面结构放大示意图。

图3是本实用新型锂锰电池的电芯的展开示意图。

图4是本实用新型负极辊压铜箔电池与常规负极未辊压铜箔电池在常温(25℃)下放电电流为10mA截止电压为2V的放电曲线比较图。

图5是本实用新型负极辊压铜箔电池与常规负极未辊压铜箔电池在常温(25℃)下放电电流为5mA截止电压为2V的放电曲线比较图。

图6是本实用新型负极辊压铜箔电池与常规负极未辊压铜箔电池在常温(25℃)下1200Ω恒阻放电截止电压为2V的电池内阻变化比较图。

图中标号说明：外壳10、盖组20、电芯30、盖板21、注液孔22、芯柱23、绝缘体24、正极片31、隔膜32、负极片33、正极极耳310、负极极耳330、导电带331。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

参阅图1、图2及图3，本实用新型所公开的锂锰电池包括有一外壳10、一设于该外壳10上端的盖组20及一设于该外壳10内部的电芯30，其中，该盖组20包括有一盖板21、一设于盖板21上的注液孔22、一设于该盖板21中间处的芯柱23及一设于该盖板21与芯柱23之间的绝缘体24；该电芯30由正极片31、隔膜32和负极片33卷绕而成，自该正极片31引出有一正极极耳310，该正极极耳310电性连接于该芯柱22，而自该负极片33引出有一负极极耳330，该负极极耳330电性连接于该外壳10。电池制作过程中通过注液孔22注入电解液后制成锂锰电池。

结合图3所示，沿该负极片33的长度方向设置有一导电带331，藉由该导电带331的设置，可改善负极集流效果，即便是负极放电过程中尤其是小电流放电过程中出现断裂情况，由于导电带331的导电作用，仍能将断裂的锂带连接起来，维持放电平台放电，不会出现断崖式下降、电池内阻骤升的情况。也可满足不启动时需要微安功耗而启动时需要较大电流的用电器的需求以及其它一些小电流放电如仪表、感应器、烟雾报警器等用电器的需求。适宜地，该导电带331的长度与负极片33的长度之比处于0.2～1：1的范围内。

优选地，导电带331的材料可采用为铜箔、铜网、铜丝、镍带、镍网、镍丝中的一种。

现有技术中的锂锰电池存在着使用寿命不长的缺陷，发明人通过研究发现，造成电池寿命不长的原因是：现有技术锂锰电池的芯柱23一般采用4J28、430F等不锈钢材料，在电池的长期储存过程中，由于原电池作用机理，芯柱23中所含的镍物质会析出并覆盖在绝缘体24上，而此镍物质是导电的，其形成架桥使得芯柱23与盖板21之间导通而形成电池微短路，致使电池自放电增大、开路电压降低、容量下降、使用寿命缩短。本实用新型通过改变芯柱23的材质解决这一技术缺陷。

在一些优选实施例中，该芯柱23采用钼、钽、铝、钛、钯、铂、钒、铌等过渡元素金属中的一种或合金加工而成，如此，芯柱23中不含镍金属，在电池的储存和使用过程中，在电芯30内部不会有金属物质和其它导电物质析出，降低了电池的自放电损耗，提高了电池的使用寿命。

为验证本实用新型的积极效果，进行了如下具体的比较测试：

将本实用新型钼芯盖组电池与传统4J28芯柱盖组电池模拟储存10年(60C储存210d)后，常温下10mA电流放至2.0V测试容量，测试结果如表1所示。

表1：

将本实用新型钽芯盖组电池与传统430F芯柱盖组电池模拟储存10年(60C储存210d)后，常温下10mA电流放至2.0V测试容量，测试结果如表2所示。

表2：

表1显示，采用金属钼为芯柱的电池比采用4J28不锈钢为芯柱23的电池，电池的年均自放电率从5.3％降至1.1％，降低了近5倍。

表2显示，采用金属钽为芯柱的电池比采用430F不锈钢为芯柱23的电池，电池的年均自放电率从4.7％降至1.2％，降低了近4倍。

表1和表2的结果显示：采用金属钼和钽为电池芯柱23材料，都可以降低电池年均自放电率，延长电池使用寿命。

为验证本实用新型的积极效果，将本实用新型负极辊压铜箔电池与传统电池小电流放电至2.0V放电曲线进行对比测试，如图4、图5和图6。其中，曲线4-1、曲线4-2、曲线5-1、曲线5-2、曲线6-1、曲线6-2均为本实用新型负极辊压铜箔电池的放电曲线，曲线4-3、曲线4-4、曲线5-3、曲线5-4、曲线6-3、曲线6-4均为常规电池放电曲线。

如图4所示的放电条件为：常温(25℃)下，放电电流为10mA，截止电压为2.0V，从放电曲线可以看出，常规电池的放电时间约为140小时，本实用新型负极辊压铜箔导电带331的电池的放电时间约为152小时。

如图5所示的放电条件为：常温(25℃)下，放电电流为5mA，截止电压为2.0V，从放电曲线可以看出，常规电池的放电时间约为280小时，本实用新型负极辊压铜箔电池的放电时间约为300小时。可见，负极辊压铜箔导电带331的电池相比常规电池使用寿命延长。

如图6所示的放电条件为：常温(25℃)下，1200Ω恒阻放电，截止电压为2V，从电池内阻变化曲线图可以看出，常规电池在放电时间为550小时的时候，电池内阻骤增，而本实用新型负极辊压铜箔导电带331的电池在700小时的放电时间里，电阻都很稳定，出现略微增大现象，但没有骤升。可见，本实用新型的负极辊压铜箔电池在小电流放电过程中更稳定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。