一种聚合物锂离子可充电纽扣电池及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚合物锂离子可充纽扣电池，该电池由正极壳１、正极涂层９、正极集流体３、正极集流体涂层１０、正极５、电解质隔膜７、负极６、负极集流体涂层１１、负极集流体４、负极涂层１２、负电极壳２、密封圈８组成。本发明专利技术还提供一种聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于导电涂层的制备方法，该方法是对电池组件的正电极壳１、负电极壳２的内侧表面及正极集流体３、负极集流体４的表面进行喷涂处理。本发明专利技术与现有纽扣电池相比，具有安全轻便，比能量高，高负载能力、寿命长等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可充电纽扣式电池，具体说是一种以聚合物材料为离子导电体的锂离子电池及制备方法。
技术介绍
目前常用的纽扣式电池多为碱性一次性电池，电压一般为1.5伏，少量商业化的锂离子纽扣电池虽具有3.6伏的高电压，但由于锂枝晶的存在，为安全起见，也是一次性的，而且存在漏液、壳体崩裂等危险。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为了克服现有技术的缺点，提供一种安全轻便，比能量高，寿命长，具有高负载能力的聚合物锂离子可充电纽扣电池。为实现上述目的，本专利技术提供一种聚合物锂离子可充电纽扣电池，该电池由正极壳1、正极涂层9、正极集流体3、正极集流体涂层10、正极5、电解质隔膜7、负极6、负极集流体涂层11、负极集流体4、负极涂层12、负电极壳2、密封圈8组成，其特征在于a)该电池的正极5、负极6及电解质隔膜7等元件中至少含有一个聚合物组件，该聚合物组件不溶于碳酸酯类、六氟磷酸锂等有机溶剂，可以是聚偏二氟乙烯、六氟聚丙烯的聚合物或相互的共聚物；b)该电池的正电极壳1、负电极壳2的内侧表面及正极集流体3、负极集流体4的表面都涂覆有一层导电涂层。本专利技术还提供一种聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于导电涂层的制备方法，该方法是对电池组件的正电极壳1、负电极壳2的内侧表面及正极集流体3、负极集流体4的表面进行喷涂处理，它包括a)对正电极壳1、负电极壳2、正极集流体3及负极集流体4做清洗处理；b)将导电材料、共聚物及有机溶剂混配形成涂料组合物；c)对已清洗干燥的正电极壳1、负电极壳2的内侧表面及正极集流体3、负极集流体4的表面涂覆如上所述的混配涂料，并在高温下固化。上述聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于上述对正电极壳1、负电极壳2、正极集流体3及负极集流体4做清洗处理是在涂覆混配涂料之前，用低沸点易挥发的有机溶剂如丙酮、乙醇等进行材料清洗，并用碱液或酸液如氢氧化钾或硫酸溶液去除材料表面氧化物，在干燥空气中干燥。上述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于用于涂覆的涂料是a)导电材料可以是乙炔黑、超细导电石墨或两者的组合；b)共聚物可以是聚偏二氟乙烯、聚丙烯酰胺、六氟聚丙烯的聚合物或相互的混合共聚物；c)有机溶剂可以是异丙醇、丙醇、二甲基吡咯烷酮等常用有机溶剂。上述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于所用的正负极集流体材料可以是铜、铝、镍或其他耐腐蚀金属的网状物或箔片。上述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于混配涂料是将上述混配涂料的原料在球磨机中混合而成。上述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于涂覆后高温固化的温度在100摄氏度以上。本专利技术的积极效果在于采用聚合物材料制作的锂离子电池，具有轻便、高电压(3.6伏)、高容量的优势。由于其在电极及集流体上有涂层，使电池内阻大幅度降低，从而提高电池的电性能，使本专利技术具有高比能量，提高电池工作效率。例如制作CR2025型扣式电池，集流体与壳体经过导电材料处理的电池内阻为800欧姆，而未经处理的电池内阻则高达6000欧姆。而且该专利技术的可充性使它在使用寿命上远远高于一般纽扣电池。四附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的结构剖面示意图。图1显示了本专利技术的结构，如图示，本专利技术由正极壳1、正极涂层9、正极集流体3、正极集流体涂层10、正极5、电解质隔膜7、负极6、负极集流体涂层11、负极集流体4、负极涂层12、负电极壳2、密封圈8组成。其中正极集流体3、正极集流体涂层10、正极5、电解质隔膜7、负极6、负极集流体涂层11、负极集流体4依次层叠排列，形成一个电化学单体。并且正极壳1与负极壳2的内表面分别涂有正极涂层9及负极涂层12，并且通过密封圈8固定在一起。五具体实施例方式实施例1在室温下将重量比例如下的物质1.2份的乙炔黑与200份15％的共聚物丙醇溶液和250份异丙醇在球磨机中分散14小时制得一般的涂料组合物。再用涂料组合物对集流体及正负极壳体进行涂覆之前，用丙酮清洗去除金属表面的油污，并用氢氧化钾(1M)对正极集流体铝极，0.1M硫酸对负极集流体铜极浸泡30秒，去除表面氧化物。再放在干燥空气中进行干燥，接着涂覆导电涂料组合物，而后在100℃以上固化。最后将处理后的集流体与正负极薄膜材料压制成片状，填充入金属壳内，加入0.2ml含六氟磷酸锂的有机电解液，通过密封圈缝合壳体，组合成纽扣式电池。实施例2 在室温下将重量比例如下的物质1.2份的人工石墨与约250份10％的共聚物乙醇溶液和约200份丙醇在球磨机中分散10小时制得一般的涂料组合物。再用涂料组合物对集流体及正负极壳体进行涂覆之前，用丙酮清洗去除金属表面的油污，并用氢氧化钾(1M)对正极集流体铝极，0.1M硫酸对负极集流体铜极浸泡30秒，去除表面氧化物。再放在干燥空气中进行干燥，接着涂覆导电涂料组合物，而后在100℃以上固化。最后将处理后的集流体与正负极薄膜材料压制成片状，填充入金属壳内，加入0.2ml含六氟磷酸锂的有机电解液，通过密封圈缝合壳体，组合成纽扣式电池。权利要求1.一种聚合物锂离子可充电纽扣电池，该电池由正极壳(1)、正极涂层(9)、正极集流体(3)、正极集流体涂层(10)、正极(5)、电解质隔膜(7)、负极(6)、负极集流体涂层(11)、负极集流体(4)、负极涂层(12)、负电极壳(2)、密封圈(8)组成，其特征在于a)该电池的正极(5)、负极(6)及电解质隔膜(7)等元件中至少含有一种聚合物组件，该聚合物组件不溶于碳酸酯类、六氟磷酸锂等有机溶剂，可以是聚偏二氟乙烯、六氟聚丙烯的聚合物或相互的共聚物；b)该电池的正电极壳(1)、负电极壳(2)的内侧表面及正极集流体(3)、负极集流体(4)的表面都涂覆有一层导电涂层。2.一种聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于导电涂层的制备方法，该方法是对电池组件的正电极壳(1)、负电极壳(2)的内侧表面及正极集流体(3)、负极集流体(4)的表面进行喷涂处理，它包括a)对正电极壳(1)、负电极壳(2)、正极集流体(3)及负极集流体(4)做清洗处理；b)将导电材料、共聚物及有机溶剂混配形成涂料组合物；c)对已清洗干燥的正电极壳(1)、负电极壳(2)的内侧表面及正极集流体(3)、负极集流体(4)的表面涂覆如权利要求2b)所述的混配涂料，并在高温下固化。3.根据权利要求2所述的可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于上述对正电极壳(1)、负电极壳(2)、正极集流体(3)及负极集流体(4)做清洗处理是在涂覆混配涂料之前，用低沸点易挥发的有机溶剂进行材料清洗，并用碱液或酸液去除表面氧化物，在干燥空气中干燥。4.根据权利要求2所述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于用于涂覆的涂料是a)导电材料可以是乙炔黑、超细导电石墨或两者的组合；b)共聚物可以是聚偏二氟乙烯、聚丙烯酰胺、六氟聚丙烯的聚合物或相互的混合共聚物；c)有机溶剂可以是异丙醇、丙醇、二甲基吡咯烷酮等常用有机溶剂。5.根据权利要求2所述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其特征在于所用的正负极集流体材料可以是铜、铝、镍或其他耐腐蚀金属的网状物或箔片。6.根据权利要求2所述的聚合物锂离子可充电纽扣电池的制备方法，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物锂离子可充电纽扣电池，该电池由正极壳（１）、正极涂层（９）、正极集流体（３）、正极集流体涂层（１０）、正极（５）、电解质隔膜（７）、负极（６）、负极集流体涂层（１１）、负极集流体（４）、负极涂层（１２）、负电极壳（２）、密封圈（８）组成，其特征在于：ａ）该电池的正极（５）、负极（６）及电解质隔膜（７）等元件中至少含有一种聚合物组件，该聚合物组件不溶于碳酸酯类、六氟磷酸锂等有机溶剂，可以是聚偏二氟乙烯、六氟聚丙烯的聚合物或相互的共聚物；ｂ）该电池的正电极壳（１ ）、负电极壳（２）的内侧表面及正极集流体（３）、负极集流体（４）的表面都涂覆有一层导电涂层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀南，李志伟，许健全，
申请(专利权)人：厦门宝龙工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]