專利名稱：一種具有非圓形正極的1.5v鋰/二硫化鐵扣式電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種扣式電池，尤其涉及一種具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化 鐵扣式電池。
背景技術(shù)：
近些年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和世界對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，對(duì)化學(xué)電源提出 了更高的要求。目前市場(chǎng)主流的1.5V扣式電池分為兩個(gè)系列，一個(gè)系列是鋅錳扣式電池， 這種電池的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是容量低、自放電大、容易漏液，高低溫性能不好。另一個(gè) 系列為銀鋅扣式電池，這種電池的容量雖然比鋅錳高出30%以上，但由于其正極采用氧化 銀制成，價(jià)格昂貴。此外，銀鋅扣式電與鋅錳扣式電池一般都含有汞，由于扣式電池廣泛地 應(yīng)用在手表、皮鞋、計(jì)算器、儀表等各種用電器中，當(dāng)這些電子產(chǎn)品被拋棄變成固體垃圾時(shí)， 容易造成對(duì)環(huán)境的污染。鋰/ 二硫化鐵扣式電池正極活性物質(zhì)為二硫化鐵，負(fù)極采用金屬鋰或者鋰合金， 工作電壓1. 5V，放電容量比同樣型號(hào)的銀鋅電池高，對(duì)環(huán)境無污染。但是，在扣式電池的生 產(chǎn)中，為了固定正極通常使用一個(gè)內(nèi)環(huán)，參見圖5，這樣，就占據(jù)了活性物質(zhì)的有效空間，影 響電池容量提高；同時(shí)，當(dāng)生產(chǎn)927、626等型號(hào)時(shí)，由于尺寸很小，不利于生產(chǎn)操做，影響生 產(chǎn)效率。更重要的是鋰/ 二硫化鐵扣式電池在放電過程中存在膨脹問題，通常的圓形正極 設(shè)計(jì)在放電過程中有鼓脹現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種放電能力穩(wěn)定、在放電過程中電池不膨脹、生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，包括正極殼和負(fù)極蓋，正極 殼內(nèi)設(shè)有隔膜和填充電解液，隔膜兩側(cè)分別設(shè)有正極和負(fù)極，正極與正極殼之間設(shè)有彈簧 片，其特征是正極橫截面形狀是正方形或五邊形或六邊形。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述隔膜 為具有微孔的聚丙烯(PP)薄膜或具有微孔的聚乙烯(PE)薄膜或兩者結(jié)合而成的復(fù)合薄膜 或聚丙烯氈或纖維的紙質(zhì)薄膜或玻璃纖維。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述正極 由集流體和填充在其中的正極材料組成。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述集流 體為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡鐵、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、發(fā)泡鈦、燒結(jié)不銹鋼中的一種，所述正極材料 由二硫化鐵和選自石墨、炭黑、鐵粉、銅粉、銀粉、鎳粉中的一種或多種導(dǎo)電劑，及選自聚乙 烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、丙烯酸酯、羧甲基纖維素中的一種或多種的粘接劑組成。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述負(fù)極為金屬鋰或鋰鋁合金或鋰硅合金。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述填充 電解液為L(zhǎng)iPF6、LiC104、雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)、LiBF4、Lil或LiCl溶解在碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、乙二醇二甲醚(DME)、乙腈 (AN)、碳酸甲乙酯(EMC)、丁內(nèi)酯(GBL)中的一種溶液或多種混合溶液。根據(jù)所述的具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是所述彈簧 片為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、不銹鋼彈簧片、鋁彈簧片和鎳彈簧片中的一種。由于本實(shí)用新型正極橫截面的形狀是正方形或五邊形或六邊形，除了能夠提供足 夠的活性物質(zhì)外，還給正極放電膨脹留下足夠的空間，有效防止了放電過程中電池鼓脹，同 時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的一種A-A剖視圖；圖3是圖1的另一種A-A剖視圖；圖4是圖1的另一種A-A剖視圖；圖5是目前使用的扣式電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是采用本實(shí)用新型前后的扣式電池(927型號(hào))的放電曲線圖。附圖中1、正極殼2、負(fù)極蓋3、隔膜4、正極5、負(fù)極6、彈簧片7、內(nèi)環(huán)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述一種具有非圓形正極的1. 5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，如圖1所示，包括正極殼1 和負(fù)極蓋2，正極殼1內(nèi)設(shè)有隔膜3和填充電解液，隔膜3兩側(cè)分別設(shè)有正極4和負(fù)極5，正 極4與正極殼1之間設(shè)有彈簧片6，正極(4)橫截面形狀是正方形或五邊形或六邊形，參見 圖2、圖3、圖4。在本實(shí)施例中，隔膜3為具有微孔的聚丙烯(PP)薄膜或具有微孔的聚乙烯(PE) 薄膜或兩者結(jié)合而成的復(fù)合薄膜或聚丙烯氈或纖維的紙質(zhì)薄膜或玻璃纖維。正極4由集流 體和填充在其中的正極材料組成。所述集流體為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡鐵、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、 發(fā)泡鈦、燒結(jié)不銹鋼中的一種，所述正極材料由二硫化鐵和選自石墨、炭黑、鐵粉、銅粉、銀 粉、鎳粉中的一種或多種導(dǎo)電劑，及選自聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、丙烯酸酯、羧甲 基纖維素中的一種或多種的粘接劑組成。負(fù)極5為金屬鋰或鋰鋁合金或鋰硅合金。填充 電解液為L(zhǎng)iPF6、LiC104、雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)、LiBF4、Lil或LiCl溶解在碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、乙二醇二甲醚(DME)、乙腈 (AN)、碳酸甲乙酯(EMC)、丁內(nèi)酯(GBL)中的一種溶液或多種混合溶液。彈簧片6為發(fā) 泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、不銹鋼彈簧片、鋁彈簧片和鎳彈簧片中的一種。本實(shí)用新型解決了電池放電過程中的鼓脹問題，提高了生產(chǎn)效率。電池的放電容 量增加，參見圖6，提升了電池的總體品質(zhì)，有利于擴(kuò)大鋰鐵扣式電池的應(yīng)用范圍，增強(qiáng)了鋰
4鐵扣式電池在高端電子儀器、儀表上應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)力，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。實(shí)施例1將二硫化鐵粉末50g和石墨粉50g均勻混合，然后加入質(zhì)量濃度為20 %的聚氧 化乙烯水溶液100g，用玻璃棒攪拌成為漿狀，再把漿體涂抹在10CmX10CmX2mm的孔率為 83%的發(fā)泡鎳上，用牛角勺反復(fù)涂抹，使?jié){體充分填充到發(fā)泡鎳的間隙中，然后把發(fā)泡鎳放 入150°C真空烘箱中烘干12h取出，用壓片機(jī)將發(fā)泡鎳壓至1mm厚，然后切成邊長(zhǎng)為6mm的 正方形，在放入150°C真空烘箱中烘干12h，轉(zhuǎn)移到相對(duì)濕度< 的干燥環(huán)境中，作為正極 待用。把直徑為66mm、厚度為0. 5mm的鋰餅放入負(fù)極蓋中，把發(fā)泡鎳片、正極先后放在正極 殼中，上面放好玻璃纖維隔膜，再加入0.5g說1^以04在1 3PC和DME的電解液，蓋上有 負(fù)極的負(fù)極蓋，然后在油壓機(jī)上封口，即得扣式電池。實(shí)施例2將天然二硫化鐵粉末80g和炭黑20g均勻混合，然后加入質(zhì)量濃度為15 %的丙 烯酸酯水溶液100g，用玻璃棒攪拌成為漿狀，再把漿體涂抹在10CmX10CmX2mm的孔率為 45%的發(fā)泡銅上，用牛角勺反復(fù)涂抹，使?jié){體充分填充到發(fā)泡銅的間隙中，然后把發(fā)泡銅放 入150°C真空烘箱中烘干12h取出，用壓片機(jī)發(fā)泡銅壓至1mm厚，然后切成邊長(zhǎng)5. 2mm的正 五邊形，再放入150°C真空烘箱中烘干12h，轉(zhuǎn)移到相對(duì)濕度彡的干燥環(huán)境中，作為正 極待用。把直徑為小6. 2mm、厚度為0. 8mm的鋰鋁合金餅(Li 98% wt, A1 2% wt)放入負(fù) 極蓋中，把發(fā)泡鋁片、正極先后放在正極殼中，上面放好聚丙烯氈隔膜，加入0. 3glM LiI在 1:3: 6的PC、DME和D0L的電解液，蓋上有負(fù)極的負(fù)極蓋，然后在油壓機(jī)上封口，制成扣 式電池。實(shí)施例3將人工合成二硫化鐵粉末70g和銅粉30g均勻混合，然后加入質(zhì)量濃度為5%的聚 四氟乙烯乳液100g，用玻璃棒攪拌成為漿狀，再把漿體涂抹在10CmX10CmX2mm的燒結(jié)不 銹鋼上，用牛角勺反復(fù)涂抹，使?jié){體充分填充到孔率為60%的燒結(jié)不銹鋼的間隙中，然后把 燒結(jié)不銹鋼放入150°C真空烘箱中烘干12h取出，用壓片機(jī)將燒結(jié)不銹鋼壓至1mm厚，然后 切成邊長(zhǎng)4. 6mm的正六邊形，再放入150°C真空烘箱中烘干12h，轉(zhuǎn)移到相對(duì)濕度< 1 %的干 燥環(huán)境中，作為正極待用。把直徑為小6mm、厚度為1mm的鋰鋁合金餅(Li :98%wt,Al 2% wt)放入負(fù)極蓋中，把不銹鋼彈簧片、正極先后放在正極殼中，上面放好纖維的紙質(zhì)隔膜，加 入0. 4g 0. 8MLiB0B在1 1 5 3PC、EC、DEC和GBL的電解液，蓋上有負(fù)極的負(fù)極蓋，然 后在油壓機(jī)上封口，制成扣式電池。本實(shí)用新型在裝配中不使用內(nèi)環(huán)，放電過程中和放電結(jié)束后電池不鼓脹，而且放 電容量比具有內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)的電池高10%以上。
權(quán)利要求一種具有非圓形正極的1.5V鋰/二硫化鐵扣式電池，包括正極殼(1)和負(fù)極蓋(2)，正極殼(1)內(nèi)設(shè)有隔膜(3)和填充電解液，隔膜(3)兩側(cè)分別設(shè)有正極(4)和負(fù)極(5)，正極(4)與正極殼(1)之間設(shè)有彈簧片(6)，其特征是正極(4)橫截面形狀是正方形或五邊形或六邊形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有非圓形正極的1.5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是 所述集流體為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡鐵、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、發(fā)泡鈦、燒結(jié)不銹鋼中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有非圓形正極的1.5V鋰/ 二硫化鐵扣式電池，其特征是 所述負(fù)極(5)為金屬鋰或鋰鋁合金或鋰硅合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有非圓形正極的1.5V鋰/二硫化鐵扣式電池，其特征是 所述彈簧片(6)為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、不銹鋼彈簧片、鋁彈簧片和鎳彈簧片中 的一種。
專利摘要一種放電能力穩(wěn)定、在放電過程中電池不膨脹、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的具有非圓形正極的1.5V鋰/二硫化鐵扣式電池，包括正極殼和負(fù)極蓋，正極殼內(nèi)設(shè)有隔膜和填充電解液，隔膜兩側(cè)分別設(shè)有正極和負(fù)極，正極與正極殼之間設(shè)有彈簧片，正極橫截面形狀是正方形或五邊形或六邊形。正極由集流體和填充在其中的正極材料組成。負(fù)極為金屬鋰或鋰鋁合金或鋰硅合金。彈簧片為發(fā)泡鎳、纖維鎳、發(fā)泡銅、發(fā)泡鋁、不銹鋼彈簧片、鋁彈簧片和鎳彈簧片中的一種。由于本實(shí)用新型正極橫截面的形狀是正方形或五邊形或六邊形，除了能夠提供足夠的活性物質(zhì)外，還給正極放電膨脹留下足夠的空間，有效防止了放電過程中電池鼓脹，同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H01M6/16GK201608233SQ200920026098
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者關(guān)成善, 劉津宏, 葉麗光, 王欣, 郝德利 申請(qǐng)人:山東神工海特電子科技有限公司