一种3v可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，属于化学电源储能技术领域。
【背景技术】
[0002]由于电子产品的普及及快速发展，可充锂/二氧化锰扣式电池需求量越来越大，而现有的可充锂/二氧化锰电池生产过程中，锂铝合金负极的制造速度很低，限制了产量的大幅度提升。
[0003]现有的锂铝合金的负极一般采用类似CN87100735公开的方法，即在常温下用共乳工艺制备锂铝合金覆层:在相对湿度低于1%的环境中，将市售的纯铝或不含锂的铝合金与金属锂乳制在一起，加压保持24小时后在铝表面上形成锂铝合金覆层。
[0004]本发明公开了一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，可以快速的制备锂铝合金负极，适合自动化大批量的生产。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，该方法具有工艺简单、速度快、性能好、适合自动化大规模生产的特点。
[0006]本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，其制备步骤是:
在纯度99%以上的铝板上冲下二个直径相同的圆片，在其中一个圆片上面冲压出同心圆环形凹槽(图1)，对铝圆片进行除油和除水干燥，在相对湿度低于1%的干燥环境中，将铝圆片/锂块/铝圆片层叠在一起，外部施加压力保持10秒钟以上，使三者冷乳在一起，得到锂招合金负极，所述的同心圆环形凹槽的界面为圆弧形，宽度为0.5mm，圆弧半径为0.3mm，圆环之间的距离为0.8mm;所述的金属锂块和二个铝圆片的摩尔比在0.8?1.0之间；所述的铝圆片/锂块/铝圆片层叠在一起，铝圆片上的同心环形凹槽面对金属锂块。
[0007]本发明的优点是，一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法适合工业化大规模快速生产，同时具有先进的性能。由于其中一个铝圆片上有同心环凹槽，在锂片和铝片冷乳在一起的过程中，金属锂往往呈现同心圆方向流动特性，金属锂会充满凹槽，夹在两层铝圆片之间，扩大了接触面积，缩短了扩散的时间和路程，提高了锂铝合金的生成速度，可以立即用于电池装配，达到了快速生产的目的，比CN87100735公开的方法单位产能提高500倍以上。另一方面，首次放电过程中，在电势能的作用下，锂离子穿过上层的金属铝层，进入正极，形成比较均匀的离子通道，从而提高了负极的循环寿命。在0.1C，72%充电放电深度下循环，当其容量低于初始值的72%时，循环次数达到了 100次。
【附图说明】
[0008]图1是招圆片的结构不意图
【具体实施方式】
[0009]实施例1
(I)将ML1220负极壳，内侧底部焊接一块直径为3mm厚度为0.2mm的镍网，然后除油，清洗干净后，在105°C鼓风干燥4小时；
(2 )在纯度99%、厚度0.25mm的铝板上，冲下直径9mm圆片2个，在其中一个铝圆片上冲出同心环槽4个，槽截面圆弧半径为0.3mm，槽宽度为0.5mm，4个槽等距分布，然后除油、清洗后，在105°C鼓风干燥2小时；
(3)在相对湿度为0.9%的干燥间中，把有环槽的铝圆片放入负极壳中，环槽朝上，在气动压力机上用塑料压头以0.5MPa力压铝圆片，3秒钟，把铝圆片固定在负极壳内部，把电池级金属锂片1mg立方块放在铝圆片中间，再盖上另一铝圆片，用冲头在铝圆片施加1MPa压力，保持10秒后撤去压力，得到3V可充扣式锂电池锂铝合金负极。
[0010](4)在负极上放上PP隔膜，加入0.2g电解液IM LiPF6/(EC+DMC+PC)，然后隔膜上放低压锰酸锂正极片，最后盖上正极壳，封口，得到MLl 220扣式电池。
[0011](5)对此电池进行0.1C充放电测试，充电上限为3.25V，放电下限为2.0V，测试数据显示其工作电压为3.0V。按照72%D0D，0.1C充放电测试寿命，循环寿命为82次。
[0012]
实施例2
(I)将ML1220负极壳，内侧底部焊接一块直径为3mm厚度为0.2mm的镍网，然后除油，清洗干净后，在105°C鼓风干燥4小时；
(2 )在纯度99%、厚度0.25mm的铝板上，冲下直径9mm圆片2个，在其中一个铝圆片上冲出同心环槽4个，槽截面圆弧半径为0.3mm，槽宽度为0.5mm，4个槽等距分布，然后除油、清洗后，在105°C鼓风干燥2小时；
(3)在相对湿度为0.9%的干燥间中，把有环槽的铝圆片放入负极壳中，环槽朝上，在气动压力机上用塑料压头以0.5MPa力压铝圆片，3秒钟，把铝圆片固定在负极壳内部，把电池级金属锂片Smg立方块放在铝圆片中间，再盖上另一铝圆片，用冲头在铝圆片施加1MPa压力，保持10秒后撤去压力，得到3V可充扣式锂电池锂铝合金负极。
[0013](4)在负极上放上PP隔膜，加入0.2g电解液IM LiPF6/(EC+DMC+PC)，然后隔膜上放低压锰酸锂正极片，最后盖上正极壳，封口，得到MLl 220扣式电池。
[0014](5)对此电池进行0.1C充放电测试，充电上限为3.25V，放电下限为2.0V，测试数据显示其工作电压为3.0V。按照72%D0D，0.1C充放电测试寿命，循环寿命为82次。
【主权项】
1.一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，其特征在于:在纯度99%以上的铝板上冲下二个相同的圆片，在其中一个圆片上面冲压出同心圆环形凹槽，对铝圆片进行除油和除水干燥，在相对湿度低于1%的干燥环境中，将铝圆片/锂块/铝圆片层叠在一起，外部施加压力保持10秒钟以上，使三者冷乳在一起，得到锂铝合金负极。2.权利要求1所述的同心圆环形凹槽的界面为圆弧形，宽度为0.5mm，圆弧半径为0.3mm，圆环之间的距离为0.8mm。3.权利要求1所述的金属锂块和两个铝圆片的摩尔比在0.8?1.0之间。
【专利摘要】本发明提供一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法。在纯度99%以上的铝板上冲下二个直径相同的圆片，在其中一个圆片上面冲压出同心圆环形凹槽（如图），对铝圆片进行除油和除水干燥，在相对湿度低于1%的干燥环境中，将铝圆片/锂片/铝圆片层叠在一起，外部施加压力保持10秒钟以上，使三者冷轧在一起，得到锂铝合金负极，同心圆环形凹槽的界面为圆弧形，宽度为0.5mm，圆弧半径为0.3mm，圆环之间的距离为0.8mm，金属锂片和铝片的摩尔比在0.8~1.0之间，铝圆片/锂块/铝圆片层叠在一起，铝圆片上的同心环形凹槽面对金属锂块。本发明方法工艺简单、适合工业化大规模快速生产，同时具有先进的性能。
【IPC分类】H01M4/38, H01M4/40, H01M4/1395, H01M10/052, H01M4/46
【公开号】CN105552348
【申请号】CN201510818762
【发明人】郝德利, 叶丽光
【申请人】天津赫维科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月23日