一种含软态铝箔的锂一次电池制造技术

本发明专利技术属于化学电池领域，它公开了一种含软态铝箔的锂一次电池，该锂一次电池包括设在壳体中的电池芯，所述的电池芯由正极片、负极片和隔膜组成，所述正极片包括正极集流体铝箔片，所述的铝箔片是经过高温退火软化处理后的软态铝箔。本发明专利技术的含软态铝箔的锂一次电池在放电过程中正极集流体铝箔片抗锂离子嵌入而不易粉化，正极导电性能优异，电池内阻降低且放电容量有显著提升。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于化学电池领域，它公开了一种含软态铝箔的锂一次电池，该锂一次电池包括设在壳体中的电池芯，所述的电池芯由正极片、负极片和隔膜组成，所述正极片包括正极集流体铝箔片，所述的铝箔片是经过高温退火软化处理后的软态铝箔。本专利技术的含软态铝箔的锂一次电池在放电过程中正极集流体铝箔片抗锂离子嵌入而不易粉化，正极导电性能优异，电池内阻降低且放电容量有显著提升。【专利说明】一种含软态铝箔的锂一次电池
本专利技术涉及一种化学电池领域，尤其涉及一种含软态铝箔的锂一次电池。
技术介绍
锂一次电池以其高能量密度、低自放电、长存储寿命以及绿色无重金属污染等优点，已经被广泛应用于现代社会生产和生活中，例如:电压3.0V的锂-二氧化锰电池被应用于智能仪表、医疗器械、安防系统；电压1.5V的锂-二硫化亚铁电池能够取代碱性电池应用于数码产品、驱动型设备、军用器械等领域。锂一次电池一般以金属锂或锂合金为负极片。天然或人工合成的金属化合物如:二氧化锰、二硫化亚铁、氧化铜、氧化镁等，与导电剂和粘合剂混合，以涂布或拉浆方式均匀地涂抹在铝箔、铝网、铜箔、铜网、钢网等金属集流体上制成正极。正极、负极和聚烯烃高分子隔膜(聚乙烯、聚丙烯等)以螺旋卷绕或叠层方式组成电池芯，当然在一个电池壳体中可以有多个电池芯，以构成电池芯极组，电池芯或电池芯极组置于金属外壳内并注入非水有机锂盐电解液，采用机械封口或激光焊接、亚弧焊接等方式将外壳密封制成电池。由于锂一次电池在放电过程中负极金属锂失去电子被氧化，并以锂离子形态穿透聚烯烃高分子隔膜后嵌入正极，正极活性物质得到电子被还原。随着放电程度的深入，部分锂离子会嵌入正极集流体，与正极金属集流体形成锂合金，这一反应破坏了正极集流体的原有金属晶格的稳定结构，导致正极集流体出现粉末化现象，降低了电池正极导电能力，影响电池设计容量的发挥，且会导致正极活性物质从集流体上脱落，会引起电池内部短路，影响电池的使用寿命并可能发生安全事故。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于正极集流体出现粉末化现象，降低了电池正极导电能力以及正极活性物质从集流体上脱落，引起电池内部短路等问题。针对上述技术问题，本专利技术需要解决的技术问题是提供一种提高电池容量发挥以及安全性高的含软态铝箔的锂一次电池。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种含软态铝箔的锂一次电池，包括设在壳体中的电池芯，所述的电池芯由正极片、负极片和隔膜组成，所述正极片包括正极集流体铝箔片，所述的铝箔片是经过高温退火软化处理后的软态铝箔。进一步:在上述含软态铝箔的锂一次电池中，所述的铝箔片退火温度为300?650°C，退火时间为4?24h。所述的铝箔片厚度为15?40um，拉伸强度为50?llOMPa，伸长率为2?15%。优选的:所述的铝箔片退火温度为480?550°C，退火时间为6?12h。所述的铝箔片厚度为15?30um，拉伸强度为75?85MPa，伸长率为3?8%。再进一步:在上述含软态铝箔的锂一次电池中，本专利技术以天然或人工合成的金属化合物为正极反应活性物质，金属化合物包含但不限于:二氧化锰、二硫化亚铁、氧化铜、氧化镁中的至少一种。所述正极片还包括正极导电剂，所述正极导电剂是石墨、乙炔黑、石墨烯中的至少一种。所述正极片还包括正极粘结剂，所述正极粘结剂是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或两种混合物。所述的负极片为锂铝合金片，且铝占整个负极片的重量百分含量为0.0l?0.4%。它还包括在设有电池芯的壳体中注入非水有机锂盐电解液，所述电解液的溶剂为1，3-环氧戊烷、1，2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的至少一种，所述电解液的溶质为三氟甲基磺酸锂、碘化锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。将本专利技术的正极活性物质与导电剂、粘合剂和本领域常用的分散剂经高速搅拌混合均匀成正极浆料。将正极浆料以涂布方式均匀涂抹在本专利技术的软态铝箔上，经高温烘烤、碾压、裁切、焊接极耳制成正极片。本专利技术将上述所述正极片、负极片与聚烯烃高分子隔膜以螺旋卷绕方式或叠层方式组合成电池芯，多个电池芯组成电池芯极组，将电池芯或电池芯极组置于置于金属外壳内，再在装有电池芯或电池芯极组的壳体中注入非水有机锂盐电解液后封口，制成本专利技术的含软态铝箔的锂一次电池。本专利技术与现有技术的区别在于:现有含软态铝箔的锂一次电池技术所用的正极集流体为普通硬态铝箔或铝网、钢网等，本专利技术所用的正极集流体铝箔片为使用前经高温退火的软态铝箔。实施本专利技术的技术方案，具有以下有益技术效果:1、软态铝箔表面具有均匀致密的第二相，第二相粒子是指合金元素在热处理过程中形成的合金化合物粒子。第二相粒子的形态和分布受温度影响。普通的硬态铝箔的第二相粒子呈线状，分布不均匀。高温退火的软态铝箔的第二相粒子呈球状，分布均匀致密所以抗锂离子嵌入能力增强，放电过程中不易粉化，正极活性物质不易脱落。2、用软态铝箔制作的含软态铝箔的锂一次电池放电后期正极导电性能更好，容量发挥效率更高。3、用软态铝箔制作的含软态铝箔的锂一次电池，正极集流体铝箔片与正极活性物质粘合更好，其内阻低。【专利附图】【附图说明】图1是实施例1、实施例2与对比例I电池内阻对比图；图2是实施例1、实施例2与对比例I电池IA恒流放电容量对比图；图3是实施例3、实施例4与对比例2电池内阻对比图；图4是实施例3、实施例4与对比例2电池20mA恒流放电容量对比图。【具体实施方式】本专利技术的主旨是利用正极集流体铝箔片为使用前经高温退火的软态铝箔。使含软态铝箔的锂一次电池的综合性能最优。下面结合实施例对本专利技术的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本专利技术的限定，材料中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。实施例1:锂-二硫化亚铁AA —次电池的制作1、正极制作正极片包括正极集流体铝箔片，铝箔片是经过高温退火软化处理后的软态铝箔。铝箔片的退火温度为500°C，退火时间为8h，厚度为30um，退火后铝箔的拉伸强度为80MPa，伸长率为5%。将二硫化亚铁粉末、石墨、乙炔黑、聚四氟乙烯以质量比90:5:3:2的比例倒入混合容器，加入分散剂N-甲基吡咯烷酮，真空高速搅拌均匀，制成正极浆料。将正极浆料均匀地涂覆于软态铝箔上，涂覆后的极片经烘干、碾压、裁切、极耳焊接工序制成正极极片。2、电芯组装正极片、负极片和隔膜以螺旋卷绕方式组成电池芯，多个电池芯组成电池芯极组，将电池芯或电池芯极组置于金属外壳内并注入非水有机锂盐电解液，采用机械封口或激光焊接、亚弧焊接等方式将外壳密封制成电池。负极采用锂铝合金材料，铝含量0.01?0.4%。隔膜为PP或PE单层隔膜。电解液的溶剂为1，3-环氧戊烷、1，2- 二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的至少一种，溶质为三氟甲基磺酸锂、碘化锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。实施例2与实施例1的区别在于:铝箔片的退火温度为520°C，退火时间为10h，厚度为30um，退火后铝箔的拉伸强度为82MPa，伸长率为6%。对比例I对比例I与实施例1不同之处在于:对比例I所用正极集流体的铝箔片是用30um厚的普通硬态铝箔。实施例1、2所得的锂-二硫化亚铁AA —次电池的内阻和放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含软态铝箔的锂一次电池，包括设在壳体中的电池芯，所述的电池芯由正极片、负极片和隔膜组成，所述正极片包括正极集流体铝箔片，其特征在于：所述的铝箔片是经过高温退火软化处理后的软态铝箔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念，黄晓剑，何献文，潘文硕，
申请(专利权)人：惠州市惠德瑞锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：