一種鋰一次電池的製作方法
2023-05-20 21:43:36 2
專利名稱：一種鋰一次電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種化學電池領域，尤其涉及一種鋰一次電池。
背景技術：
鋰一次電池(primary lithium battery)，是一種高能化學原電池，俗稱鋰電池。 以金屬鋰為負極，固體鹽類或溶於有機溶劑的鹽類為電解質，金屬氧化物或其他固體、液體氧化劑為正極活性物。通用的圓柱形鋰二氧化錳(Li/Mn02)電池和鋰二硫化鐵〔Li/!^S2〕電池分別用字母CR和FR表示，其後的數字表示電池的型號。鋰一次電池是這一類以使用金屬鋰為負極材料的化學電源系列的總稱。一次鋰電池是一種高能新型電池具有比能量大，電壓高，工作溫度範圍廣，儲存壽命長，環保無公害等優點。但是，同樣鋰電池作為高能電池， 鋰是非常活潑的金屬，若在使用、運輸、貯存、組裝中不當操作都有出現安全性問題的可能， 為此要求不準充電，擠壓、火焚、短路、解剖、新舊電混用等濫用，否則可能引起漏液、起火甚至爆炸。在民用市場，客戶自行更換電池的場合下，電池極易發生新舊電池混用的情況。雖然電池廠家的嚴格要求；但仍是無法避免混用現象的發生。
發明內容
針對上述技術問題，本發明需要解決的技術問題是提供一種安全性高的鋰一次電池。本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的一種鋰一次電池，包括正極、負極、電解液和隔膜，所述電解液包括有機溶劑和無機鋰鹽溶質的混合物，所述有機溶劑是N-甲基吡咯烷酮NMP、1，2-丙二醇碳酸酯PC、乙二醇二甲醚DME、1，3-二氧戊環D0L、 二甲基乙烯脲DMI、四氫呋喃THF、二甲基亞碸DMS0、環丁碸SFL中的兩種或兩種以上混合物；所述無機鋰鹽溶質是高氯酸鋰LiClO4和雙草酸硼酸鋰LiBOB的混合物。進一步在上述鋰一次電池中，所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於0. 2M ；優選的，所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於 0. 25M ；最優選的，所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於0. 3M。所述的正極是Mn02、FeS2、Cu0、S0Cl2、(CF)4中的至少一種物質。所述的負極是金屬鋰、鋰鋁合金中的一種或兩種。與現有技術相比，本發明電解液中所述有機溶劑是N-甲基吡咯烷酮NMP、1，2-丙二醇碳酸酯PC、乙二醇二甲醚DME、1，3- 二氧戊環D0L、二甲基乙烯脲DMI、四氫呋喃THF、 二甲基亞碸DMS0、環丁碸SFL中的兩種或兩種以上混合物；所述無機鋰鹽溶質是高氯酸鋰 LiClO4和雙草酸硼酸鋰LiBOB的混合物。高氯酸鋰LiClO4電解質在有機溶劑中具有較高電導率，保證了電池的放電性能和擱置性能基本不變。雙草酸硼酸鋰LiBOB電解質的使用， 使電池的安全性能有了明顯改善；尤其解決新舊電混用的安全問題。將本發明的正極、負極、電解液和隔膜按照本領域技術人員常用的方法製備鋰一次電池，即正極的製備包括將二氧化錳、石墨、乙炔黑按配比混合，然後加入粘接劑混合均勻成漿料後塗覆在集流體鋁網上，烘乾、碾壓到一定厚度後裁切成合適尺寸，點焊正極極耳；正極極片烘乾後，在相對溼度低於的環境下，將電池負極、隔膜卷繞後，裝入鋼殼，加入電解液後，滾槽、封口 ；製作成 CR123A電池。該電池安全性好，尤其解決新舊電池混用的安全問題。
具體實施例方式本發明的主旨是藉助高氯酸鋰LiClO4和雙草酸硼酸鋰LiBOB的混合使用，使鋰一次電池的綜合性能最優。下面結合實施例對本發明的內容作進一步詳述，實施例中所提及的內容並非對本發明的限定，材料中各個原材料的選擇可因地制宜而對結果並無實質性影響。實施例1
使用的電解液為溶質lmol/L高氯酸鋰LiClO4,溶劑為1，2-丙二醇碳酸酯PC 乙二醇二甲醚DME=6 :4(體積比)。將本發明的正極、負極、電解液和隔膜按照本領域技術人員常用的方法，如發明內容所述，製備鋰一次電池。實施例2
使用的電解液溶質0. 8mol/L高氯酸鋰LiC104+0. 2mol/L雙草酸硼酸鋰(LiBOB);溶劑為1，2-丙二醇碳酸酯PC 乙二醇二甲醚DME=6 :4(體積比)。將本發明的正極、負極、電解液和隔膜按照本領域技術人員常用的方法，如發明內容所述，製備鋰一次電池CR123A。實施例3
使用的電解液溶質0. 5mol/L高氯酸鋰LiC104+0. 5mol/L雙草酸硼酸鋰(LiBOB);溶劑為1，2-丙二醇碳酸酯PC 乙二醇二甲醚DME=6 :4(體積比)。將本發明的正極、負極、電解液和隔膜按照本領域技術人員常用的方法，如發明內容所述，製備鋰一次電池CR123A。實施例4
使用的電解液溶質0. 2mol/L高氯酸鋰LiC104+0. 8mol/L雙草酸硼酸鋰(LiBOB);溶劑為1，2-丙二醇碳酸酯PC 乙二醇二甲醚DME=6 :4(體積比)。將本發明的正極、負極、電解液和隔膜按照本領域技術人員常用的方法，如發明內容所述，製備鋰一次電池CR123A。將上述實施例所得的鋰一次電池進行各種性能測試，如下列各表所示，放電性能如表1所述，擱置性能如表2、3所述，過放電如表4所述。
權利要求
1.一種鋰一次電池，包括正極、負極、電解液和隔膜，所述電解液包括有機溶劑和無機鋰鹽溶質的混合物，其特徵在於所述有機溶劑是N-甲基吡咯烷酮NMP、1，2_丙二醇碳酸酯PC、乙二醇二甲醚DME、1，3-二氧戊環D0L、二甲基乙烯脲DMI、四氫呋喃THF、二甲基亞碸DMS0、環丁碸SFL中的兩種或兩種以上混合物；所述無機鋰鹽溶質是高氯酸鋰LiClO4和雙草酸硼酸鋰LiBOB的混合物。
2.根據權利要求1所述的鋰一次電池，其特徵在於所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於0. 2M。
3.根據權利要求2所述的鋰一次電池，其特徵在於所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於0. 25M。
4.根據權利要求3所述的鋰一次電池，其特徵在於所述雙草酸硼酸鋰LiBOB在整個電解液中的摩爾濃度不小於0. 3M。
5.根據權利要求2所述的鋰一次電池，其特徵在於所述的正極是Mn02、FeS2,CuO, SOCl2, (CF)4中的至少一種物質。
6.根據權利要求5所述的鋰一次電池，其特徵在於所述的負極是金屬鋰、鋰鋁合金中的一種或兩種。
全文摘要
本發明屬於化學電池領域，它公開了一種鋰一次電池，包括正極、負極、電解液和隔膜，所述電解液包括有機溶劑和無機鋰鹽溶質的混合物，所述有機溶劑是N-甲基吡咯烷酮NMP、1,2-丙二醇碳酸酯PC、乙二醇二甲醚DME、1,3-二氧戊環DOL、二甲基乙烯脲DMI、四氫呋喃THF、二甲基亞碸DMSO、環丁碸SFL中的兩種或兩種以上混合物；所述無機鋰鹽溶質是高氯酸鋰LiClO4和雙草酸硼酸鋰LiBOB的混合物。該電池安全性好，尤其解決新舊電池混用的安全問題。
文檔編號H01M6/16GK102280649SQ201110198250
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者何獻文, 李少華, 潘文碩 申請人:惠州市德賽鋰電科技有限公司