新型鋰電池及其應用的製作方法

2023-05-10 13:59:31

本發明屬於電池領域，具體涉及一種新型鋰電池及其應用。

背景技術：

目前，市場上使用的電池大多為鹼錳/鋅錳電池，屬於一次性乾電池，電池的輸出電壓為1.5V左右。由於其廢電池中含有汞、鎘、鉛、鋅等重金屬有毒物質，對環境和人體造成很嚴重的危害，且只能用一次，放完電不能充電使用，導致其整體價值和環保價值較低，因此，逐漸被高能量比、重量輕且綠色環保的鋰電池所取代。然而，現有鋰電池的輸出電壓一般為4.2V左右，因此並沒有廣泛用於5號、7號電池所適合的家電領域。

技術實現要素：

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種新型鋰電池，該鋰電池具備環保、壽命長、充電快的特性。

本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是：新型鋰電池，包括正極、負極、連接片、有機電解液、隔膜、蓋板、金屬外殼、安全閥、絕緣板；其特徵在於，所述正極與蓋板通過連接片進行連接，所述負極與金屬外殼通過連接片進行連接；所述蓋板中串聯一個定值電阻；其中，正極中的活性物質為磷酸鐵鋰，負極中的活性物質為鈦酸鋰。

本發明為解決上述技術問題所採用的另一種技術方案是：所述新型鋰電池，包括正極、負極、連接片、有機電解液、隔膜、蓋板、金屬外殼、安全閥、絕緣板；其特徵在於，所述正極與金屬外殼通過連接片進行連接，所述負極與蓋板通過連接片進行連接；所述蓋板中串聯一個定值電阻；其中，正極中的活性物質為磷酸鐵鋰，負極中的活性物質為鈦酸鋰。

進一步的，所述定值電阻的形狀為圓環形。

進一步的，所述隔膜為聚丙烯薄膜或者聚乙烯薄膜，所述連接片為鋁片，所述金屬外殼為鍍鎳鋼殼。

進一步的，所述正極由磷酸鐵鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得。

進一步的，所述負極由鈦酸鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得。

進一步的，所述有機電解液的成分包括作為溶質的鋰鹽和作為溶劑的碳酸酯混合物。

進一步的，上述有機電解液中，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰或者四氟硼酸鋰。

進一步的，所述導電劑是導電炭黑和導電石墨中的至少一種。

進一步的，所述連接片為鋁片，所述金屬外殼為鍍鎳鋼殼。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述新型鋰電池在家電、玩具及遙控器方面的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明提供的新型鋰電池通過在蓋板中串聯不同阻值的定值電阻，能夠實現0.25～0.35V的壓降，保證了該電池於不同電流放電平臺在1.45～1.60V之間，解決了現有鋰電池工作電壓高的問題；進而使得該電池能夠替換傳統一次性乾電池在各個應用領域中的應用，如遙控器、玩具、家電等等；該電池可以根據需要做成各種尺寸，如常規的5號電池(14480)、7號電池(10430)。

2、該新型鋰電池具備快速快速充電特性，5～10分鐘內即可充飽電，隨時給用戶提供良好的應用體驗；

3、該新型鋰電池壽命長，可以滿足充放電10000次以上，即使一天一次使用，可以滿足30年使用；並且，該電池為新型環保電池，不含重金屬元素或者其他有害物質。

附圖說明

圖1是本發明所述新型鋰電池的結構示意圖；

附圖標記：1-正極，2-負極，3-連接片，4-隔膜，5-蓋板，6-金屬外殼，7-安全閥，8-絕緣板，9-定值電阻。

具體實施方式

本發明提供了一種新型鋰電池，包括正極、負極、連接片、有機電解液、隔膜、蓋板、金屬外殼、安全閥、絕緣板；其特徵在於，所述正極與蓋板通過連接片進行連接，所述負極與金屬外殼通過連接片進行連接；所述蓋板中串聯一個圓環形定值電阻；其中，正極中的活性物質為磷酸鐵鋰，負極中的活性物質為鈦酸鋰；所述正極由磷酸鐵鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得；所述負極由鈦酸鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得。

本發明所採用的另一種技術方案是：所述新型鋰電池，包括正極、負極、連接片、有機電解液、隔膜、蓋板、金屬外殼、安全閥、絕緣板；其特徵在於，所述正極與金屬外殼通過連接片進行連接，所述負極與蓋板通過連接片進行連接；所述蓋板中串聯一個圓環形定值電阻；其中，正極中的活性物質為磷酸鐵鋰，負極中的活性物質為鈦酸鋰；所述正極由磷酸鐵鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得；所述負極由鈦酸鋰、導電劑和粘合劑按照質量比80～95︰1～15︰1～15塗敷在鋁箔上製得。

其中，上述新型鋰電池中，所述隔膜為聚丙烯薄膜或者聚乙烯薄膜，所述連接片為鋁片，所述金屬外殼為鍍鎳鋼殼；所述導電劑是導電炭黑和導電石墨中的至少一種

其中，上述新型鋰電池中，所述有機電解液的成分包括作為溶質的鋰鹽和作為溶劑的碳酸酯混合物，所述鋰鹽為含氟鋰鹽，優選為六氟磷酸鋰或者四氟硼酸鋰，其濃度為1.0～1.6mol/L；所述碳酸酯混合物至少包括質量比為0.8～1.2︰0.8～1.3︰0.8～1.1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯。

進一步的，本發明還提供了上述新型鋰電池在家電、玩具及遙控器方面的應用。

上述新型鋰電池的正負極活性物質搭配為：磷酸鐵鋰配鈦酸鋰，電位差在1.8～1.85V。該電池的蓋板中串聯一個不同阻值的圓環形定值電阻，實現約0.25～0.35V的壓降，解決了現有鋰電池工作電壓高的問題，從而保證電池於不同電流放電平臺的電位差在1.45～1.60V之間。定值電阻的阻值，根據該電池的應用領域而設定：例如應用中放電電流為1A，電阻值設定為0.3Ω；如果放電電流為200mA，那麼電阻值設定為1.5Ω。

以下結合具體的實施例對本發明作進一步的解釋和說明，但並不因此限制本發明的保護範圍。

實施例1

新型鋰電池包括：正極、負極、連接鋁片、有機電解液、隔膜、蓋板、金屬外殼、安全閥、絕緣板。正極與蓋板通過連接鋁片進行連接，負極與金屬外殼通過連接鋁片進行連接；蓋板中串聯一個圓環形定值電阻；正極由磷酸鐵鋰、導電劑和粘合劑按照質量比91.5︰4.5︰4.0塗敷在鋁箔上製得；負極由鈦酸鋰、導電劑和粘合劑按照質量比92.8︰3.5︰3.7塗敷在鋁箔上製得。有機電解液的成分包括作為溶質的濃度為1.0mol/L六氟磷酸鋰和作為溶劑的碳酸酯混合物；碳酸酯混合物包括質量比為1︰1︰1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯。其中，隔膜為聚丙烯薄膜，導電劑為導電炭黑。

實施例2

新型鋰電池包括：正極、負極、連接片、有機電解液、隔膜、蓋板、鍍鎳鋼殼、安全閥、絕緣板。正極與鍍鎳鋼殼通過連接片進行連接，負極與蓋板通過連接片進行連接；蓋板中串聯一個圓環形定值電阻；正極由磷酸鐵鋰、導電劑和粘合劑按照質量比83︰8.0︰9.0塗敷在鋁箔上製得；負極由鈦酸鋰、導電劑和粘合劑按照質量比84.6︰7.4︰8.0塗敷在鋁箔上製得。有機電解液的成分包括作為溶質的濃度為1.6mol/L四氟硼酸鋰和作為溶劑的碳酸酯混合物；碳酸酯混合物包括質量比為0.9︰1.1︰1.2的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯。其中，隔膜為聚乙烯薄膜，導電劑為導電石墨。

上述實施例提供的鋰電池可以替換傳統的一次性乾電池各個應用領域的應用，類似遙控器、玩具、家電等等；並根據需要做成各種尺寸，例如常規的5號電池(14480)、7號電池(10430)。同時，該新型鋰電池具備快速快速充電特性，5～10分鐘內即可充飽電，隨時給用戶提供良好的應用體驗；該新型鋰電池壽命長，可以滿足充放電10000次以上，即使一天一次使用，可以滿足30年使用；作為新型環保電池，不含重金屬元素或者其他有害物質。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。