专利名称：：以锂锰复合氧化物为正极的全固态锂蓄电池的制作方法
技术领域：
：本发明属电化学领域，是一种蓄电池。目前通常的蓄电池有铅酸蓄电池和镍镉电池等。前者重量大、比能量小;后者电性能较好。两者均不是全固态电池，使用时液体电解质容易流出，贮存寿命较短，给使用造成一定的局限性。申请人于1989年9月23日申请的“全固态锂尖晶石结构的二氧化锰蓄电池”(申请号89107578)，电解质采用蒙脱石，其电导率还不够高。正极采用LiMn204，电池的放电电压有一个相差1伏左右的台阶，使所设计的工作电压只能利用其中一部分，因而使电容减小。本发明的目的是提供一种电性能好、重量轻、比能量大的可再充式全固态蓄电池。本发明包括阳极、阴极、电解质、外壳几个部分。图1为其结构示意图。其中阳极1(负极)采用锂(Li)材料，阴极2采用锂锰复合氧化物(Li2O·MnO2)材料;电解质3采用改性蒙脱石或聚环氧乙烷高氯酸锂(PEO8·LiClO4)，或其它离子导电物。上述的阳极1由锂压在镍集电网上构成;上述的阴极(正极)2由锂锰复合氧化物与乙炔黑、聚四氟乙烯混合后压在镍集电网上构成，其混合的比例与工艺和常规的电池制作类同，上述的电解质3为固态，因而又兼作隔膜，省去了采用液体电解质时所需的隔膜材料。阳极盖与周围外壳间有密封圈4作阳极与阴极的隔离。将上述阳极、阴极、固体电解质和密封圈按常规工艺封压在外壳5内，即得全固态蓄电池。本发明的阴极(正极)材料-锂锰复合氧化物是锂在具有一定结构的锂锰复合氧化物中的嵌入化合物(简称嵌合物)，是一种良好的贮能材料，其X-线衍射图谱如图3所示，其特征峰列表如下<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">峰号2θ峰值峰号2θ峰值118.71301749.0134228.65321856.67266337.33402959.03122440.98741064.97129542.821511167.3865644.6197</table></tables>本实用新型的固体电解质改性锂蒙脱石，由蒙脱石层间嵌高聚物如聚环氧丙烷获得，具体过程为先将锂蒙脱石的层间水除掉，然后加入高聚物单体，如环氧丙烷，使层间吸足，在离心机中洗去表面的高聚物单体。用(0.5±0.2)%甲醇锂作催化剂，在水浴上加热，使其在层间聚合，即得改性蒙脱石。其电导率比锂蒙脱石高1-2个数量级。本电池的充放电的机理如下放电，锂“嵌入”正极材料的晶格;充电，锂从晶格中“脱嵌”出来，如是“嵌入”与“脱嵌”往复循环，达到贮能的目的。本电池可以深度多次充放，而阴极材料结构未发生变化。所以本蓄电池具有良好的电性能，而且重量轻，体积小，使用方便，电解质不会外流。本发明由于正极采用锂锰复合氧化物，其放电曲线平稳、工作电压为2.9伏，电容增大。本发明可做成扣式电池，制作工艺与其他扣式锂电池相同，其结构如图1，也可以做成圆筒形电池等。实施例按图1所示结构，用常规工艺制作蓄电池，其开路电压为3.2伏，以300μA/cm2放电，工作电压为2.9伏，可深度多次充放，图2为其第21、22、25次循环的放电曲图。其中，实心圆点表示第21次数据，空心圆点表示第22次的数据，三角形点表示第25次的数据。电流I为250μA。这些数据说明，正极材料的可逆性。图1为扣式电池结构示意图。图2为本蓄电池第21次、22次、25次循环的放电曲线图。图3为本蓄电池阴极材料Li2O、MnO2的X-线衍射图谱。权利要求1.一种全固态锂蓄电池，包括阳极、阴极、固体电解质与外壳，用常规方法封装构成，阳极采用锂材料，其特征在于阴极(正极)采用锂锰复合氧化物(Li2O·MnO2)，电解质采用由蒙脱石层间嵌高聚物而获得的改性锂蒙脱石。2.根据权利要求1所述的全固态锂蓄电池，其特征在于电解质为由蒙脱石层间嵌入环氧丙烷而获得的改性蒙脱石。3.根据权利要求1和2所述的全固态锂蓄电池，其特征在于阴极由锂锰复合氧化物与乙炔黑、聚四氟乙烯混合后压在镍集电网上构成。4.根据权利要求1和2所述的全固态锂蓄电池，其特征在于其固体电解质改性锂蒙脱石由下述方法获得先除去锂蒙脱石的层间水，然后加入高聚物的单位如环氧丙烷，使层间吸足，在离心机中洗去表面高聚物单体，用(0.5±0.2)%甲醇锂作催化剂，在水浴上加热，使其在层间聚合。全文摘要本发明属电化学领域，是一种可再充式全固态锂蓄电池。其阳极采用锂材料，阴极采用锂锰复合氧化物，电解质采用改性有机锂蒙脱石，并兼作隔膜材料。该电池可以多次深度充放，具有良好的电性能，而且重量轻、体积小、使用方便。文档编号H01M4/50GK1053513SQ9110733公开日1991年7月31日申请日期1991年3月5日优先权日1991年3月5日发明者吴浩青申请人:复旦大学