一种锂‑二氧化锰电池的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂‑二氧化锰电池的制备方法，所述方法包括将锂‑二氧化锰电池正极在180～300℃下烘干，得到烘干后的锂‑二氧化锰电池正极；将所述烘干后的锂‑二氧化锰电池正极与负极、隔膜以及电解液组装成电池；将组装好的电池进行预放电处理，预放电深度为3％～8％，再封装，得到锂‑二氧化锰电池。该方法制备的锂‑二氧化锰电池的膨胀率明显降低，且电池的性能没有降低，该方法操作简单，可用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池生产领域，涉及一种锂-二氧化锰电池的制备方法。
技术介绍
锂电池(LithiumCell)是指电化学有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的最基本电化学单位。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。其中锂-二氧化锰电池作为一次电池被广泛应用于各类电子产品中，而锂-二氧化锰电池的正极一般为二氧化锰，由于其晶格结构特殊，使二氧化锰聚有良好的吸附性，因此容易吸附H2O等一些杂质，这些杂质活性高，在电池工作过程中容易在负极和锂反应而产生CO2等气体，而电解液也会在反应中发生少量的分解产生小分子烷烃或烯烃气体。由于一些锂-二氧化锰电池采用软包装，气体的产生容易使电池发生膨胀变形，进而影响软包锂-二氧化锰电池的使用。CN102044704A公开了一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，该方法包括以下步骤：(1)将正负极片分别在热态时碾压，碾压温度为50-150℃；所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50％。(2)按常规将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内；(3)均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液；所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN(CF3SO2)2或LiN(C2F5SO2)2其中的一种或两种以上任意混合，浓度为0.4-1.2mol/L；所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)，或者亚硫酸丙烯酯(PS)，或者为两者任意混合，其占溶剂质量百分含量为0.5-4％；(4)将所述非水电解液注入到铝塑包装膜中封口即可。该专利技术通过热碾压制备正极的方法来减少锂离子电池的膨胀问题，但是热碾压工艺操作复杂，且针对二氧化锰来说，热碾压工艺并不能有效去除其中的杂质，不适宜应用到解决锂-二氧化锰电池的膨胀问题上。CN101710623A公开了一种解决锂-二氧化锰胀气问题的方法及锂-二氧化锰软包电池阴极材料，它是在锂-二氧化锰电池阴极材料中加入占阴极重量的0.5％～5％的丙烯酸交联树脂，它能有效的吸附锂-二氧化锰电池的阴极材料中存在微量的游离水或结构水，使得其中的水不释放出来与锂及电解液发生反应，产生气体产物，从而有效的解决了现有塑料膜软包装的电池内部有气体产生时，电池的尺寸会发生变化气胀的问题。同时在添加丙烯酸交联树脂后，电池的电性能并不发生改变，并提高了电池的贮存性能。虽然丙烯酸交联树脂能够吸附电解液中的游离水，但是正极中吸附的水同样可以得电子而产生氢气，同时会使正极的电极电位增高，影响电池的放电效率。因此，研究一种适用于锂-二氧化锰电池，可有效抑制锂-二氧化锰电池膨胀问题，同时不影响电池放电效率，且可用于工业化生产的锂-二氧化锰的制备方法十分重要。
技术实现思路
针对现有技术不能有效解决锂-二氧化锰电池产气，造成体积膨胀，且降低电池放电效率，增加电池工作中的内阻，以及难于工业化的问题，本申请提供一种锂-二氧化锰电池的制备方法，所述制备方法有效降低了锂-二氧化锰的膨胀率，且不降低电池的放电效率，也不会增加电池工作过程中的内阻，工艺简单，可用于工业化生产。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种锂-二氧化锰电池的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将锂-二氧化锰电池正极在180～300℃下烘干，得到烘干后的锂-二氧化锰电池正极；(2)将所述烘干后的锂-二氧化锰电池正极与负极、隔膜以及电解液组装成电池；(3)将组装好的电池进行预放电处理，预放电深度为3％～8％，再封装，得到锂-二氧化锰电池。所述制备方法尤其适用于一种软包锂-二氧化锰电池的制备。所述正极烘干温度可以是180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。所述放电深度为3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。正极烘干温度在步骤(1)规定的范围内可有效去除正极二氧化锰晶格中所吸附的水、聚乙烯醇等杂质，但是仅依靠烘干不能完全去除这些杂质，二氧化锰晶格中会有少量杂质残留，所以还需在步骤(3)规定的深度下进行预放电处理，进一步去除正极中的杂质，从而有效降低锂-二氧化锰电池的膨胀率。当正极烘干温度低于180℃时，会造成正极中的杂质的残留量增加，为了降低膨胀率需要加深预放电深度，从而造成电池电量的降低，电量达不到生产要求；当正极烘干温度高于300℃时，不能再进一步除去正极中的杂质，造成生产能源的浪费，提高了生产成本。当预放电深度小于3％时，预放电过程中不能完全除去正极中的剩余杂质，会造成锂-二氧化锰电池的膨胀率的升高；而当预放电深度高于8％时，会造成电池电量的损耗过大，电池电量达不到生产所需的要求。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极烘干的温度为220℃。优选地，步骤(1)所述烘干的温度为5～24h，如5h、6h、7h、8h、9h、10h、12h、15h、18h、21h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为12h。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极按质量百分含量主要由如下原料制备得到：二氧化锰85wt％～95wt％；导电炭黑0.5wt％～5wt％；粘结剂3wt％～10wt％；各原料的质量百分含量之和为100wt％。所述二氧化锰的质量百分含量可以是85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％或95wt％等；所述导电炭黑的质量百分含量可以是0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％等；所述粘结剂的质量百分含量可以是3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等；但并不仅限于所列举的数值，以上各数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述导电炭黑选自石墨、乙炔黑或科琴黑中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：石墨和乙炔黑的组合、石墨和科琴黑的组合、乙炔黑和科琴黑的组合或石墨、乙炔黑和科琴黑的组合等，进一步优选为科琴黑和石墨的组合，特别优选为科琴黑和石墨质量比为1:1的组合。优选地，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：聚四氟乙烯和氟化乙烯丙烯共聚物的组合、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯的组合、聚丙烯酸酯和聚四氟乙烯的组合、聚丙烯腈和聚四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂‑二氧化锰电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将锂‑二氧化锰电池正极在180～300℃下烘干，得到烘干后的锂‑二氧化锰电池正极；(2)将所述烘干后的锂‑二氧化锰电池正极与负极、隔膜以及电解液组装成电池；(3)将组装好的电池进行预放电处理，预放电深度为3％～8％，再封装，得到锂‑二氧化锰电池。

【技术特征摘要】
1.一种锂-二氧化锰电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将锂-二氧化锰电池正极在180～300℃下烘干，得到烘干后的锂-二氧化锰电池正极；(2)将所述烘干后的锂-二氧化锰电池正极与负极、隔膜以及电解液组装成电池；(3)将组装好的电池进行预放电处理，预放电深度为3％～8％，再封装，得到锂-二氧化锰电池。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极烘干的温度为180～260℃，优选为220℃；优选地，步骤(1)所述烘干的时间为5～24h，优选为12～24h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极按质量百分含量主要由如下原料制备得到：二氧化锰85wt％～95wt％；导电炭黑0.5wt％～5wt％；粘结剂3wt％～10wt％；各原料的质量百分含量之和为100wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑选自石墨、乙炔黑或科琴黑中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为科琴黑和石墨的组合，特别优选为科琴黑和石墨质量比为1:1的组合；优选地，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为聚四氟乙烯。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极的厚度为0.40mm～0.60mm，进一步优选为0.44～0.48mm。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂-二氧化锰电池正极的制备方法为：将锂-二氧化锰电池正极的各原料按配方量混合，得到混合料；将混合料搅浆，拉浆，烘干，得到烘干料；将所述烘干料压制至所需厚度，得到膜片；将所述膜片裁切，清粉，得到锂-二氧化锰电池正极；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亮，祝媛，赵瑞瑞，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44