大容量锂锰电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大容量锂锰电池的制备方法，其特点是包括：⑴制作包膜正极板；⑵装配极板组；⑶大容量锂锰电池的装配。本发明专利技术采用大孔率的三维材料作为正极集流体，在其两面涂布糊状正极混合物压制成薄型正极板，实现了电池高功率放电，放电倍率可达0.2C-0.4C，单体电池容量能够达到500Ah；单体电池串联成电池组，能够做为高功率、高能量的大型动力型电池组应用于高功率、高能量的大型动力装备中；采用电池中的极板组与电解液分隔存放的方式，电池在运输和长时间储存过程中正、负极之间没有电压，没有自放电，受外力或意外滥用时不会形成内部短路而激活释放能量，提高了电池安全性，延长了储存寿命，达到10～15年。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂系列一次电池
，特别是涉及一种。锂锰电池1975年在日本首先研制成功，已发展成为目前市场应用最广、生产量最大的锂电池，是锂系列一次电池中价格最低、安全性最好的电池品种。目前公知的锂锰电池为圆柱形、扣式、软包装等荷电式的原电池。经过检索发现授权公告号为CN101916879B、名称为“高容量圆柱形锂锰电池结构及其制备方法”的专利技术专利，包括正极电芯外表面包裹有一隔膜，在隔膜与钢壳之间有锂带，盖组位于钢壳内的上端，正极芯柱位于盖组的中间位置，金属连接条与正极芯柱连接，盖组上有注液孔，有用 于密封注液孔的密封钉，在钢壳内的底部有用于将正极片和锂带隔离的绝缘片。本专利技术虽然提高了电池容量，降低了材料成本，但还是难以满足容量在IOOAh以上要求大型动力装置的使用，并且电池处于满荷电态，若长期置于装置中，装置在运输或不使用的状态下，由于电池的自放电，不仅存在安全隐患，还缩短电池的储存和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种单体电池最大容量可达500Ah，能够满足容量在IOOAh以上装置的正常工作，并且电池在长期不使用的状态下不会自放电，储存和使用寿命长、安全性高的。本专利技术所采取的技术方案是，其特点是包括以下制备过程⑴制作包膜正极板选用矩形板状泡沫镍或泡沫铝作为正极集流体，在正极集流体一端靠近一侧焊接正极导耳；称取90. 2wt% 二氧化猛、I. 6wt%聚偏二氟乙烯(PVDF)、6. 3wt%乙炔黑和I. 8wt%石墨，混合后加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)含量O. lwt%的溶液，用搅拌机搅拌形成糊状正极混合物，将正极混合物均匀涂布到正极集流体两面，在干燥箱中130°C干燥24h 48h，取出后将正极集流体上面的正极混合物压制成正极板；然后将正极板包上一层隔膜，再次压制，形成矩形包膜正极板，部分正极导耳位于隔膜的外面；⑵装配极板组在与正极集流体尺寸相同的锂箔一端靠近一侧焊接负极导耳形成负极板；将包膜正极板和负极板间隔整齐叠放，叠放后的全部正极导耳与正极柱冷压后铆接成一体、叠放后的全部负极导耳与负极柱冷压后铆接成一体，再将全部包膜正极板和负极板捆紧固定，构成极板组；⑶大容量锂锰电池的装配将⑵中的极板组装入底部带有两个孔的方形不锈钢电池壳内，电池壳的两个孔均套有聚四氟乙烯绝缘密封垫，正极柱和负极柱分别从两个孔穿出，正极柱、负极柱分别绝缘密封紧固在电池壳下端，电池壳上端密封焊接带有注液孔的电池盖，注液孔上连接密封装置后，完成大容量锂锰电池的装配。本专利技术还可以采用如下技术措施所述正极集流体为厚度为I. 7mm的泡沫镍；所述正极导耳为O. Imm厚的镍片；所述隔膜为O. 13mm厚的PP膜；所述包膜正极板的厚度为O. 53mm ;所述负极导耳为O. Imm厚的镍带；所述捆紧全部包膜正极板和负极板用材料为胶带；所述电池壳和电池盖的材料为不锈钢、铝、铜、镍、钛及其合金之一种。所述电池盖的注液孔上密封焊接套有锁母的凸圈；所述密封装置为装有电解液的贮液器和将贮液器与电池盖密封连接成一体的激活装置。所述贮液器包括底部制有一孔的贮液腔，孔下面密封焊有一外螺纹管，外螺纹管上螺纹连接沿孔壁、外轴横截面均带有凸台的压膜环，外螺纹管和压膜环之间密封压接有 电液隔离膜，压膜环外轴上套有一锁母；所述激活装置包括连接所述两个孔的进液管，进液管内一横截面上有一与进液管为一体的管筋，管筋上面有一与进液管同轴的管套，进液管内管壁与管筋和管套外壁之间的空隙为流液口，管套底部中心处有一经管筋通向进液管外壁的进气孔；所述管套内固装有压膜圈，压膜圈底部与管套之间压有推刀膜，压膜圈中心处有能够在压膜圈内上下移动并且能够刺破所述电液隔离膜的切刀；靠近进液管外壁的进气孔一端固装有进气嘴；进气嘴的另一端连有控制高压气瓶开关的电爆阀门；所述进液管两端的轴上均制有连接电池部分中锁母和贮液器部分中锁母的螺纹，进液管的上端部制有套装压膜环下端的上圆槽、进液管的下端部制有套装凸圈上端的下圆槽，上圆槽和下圆槽内均套有密封垫圈；所述切刀包括刀刃、刀柄和刀柄根部的定位槽；所述压膜圈的内、外径均为上小下大台阶状的管，大管的管壁与进液管中的管套为螺纹连接、小管穿过刀柄置于切刀的定位槽中；所述进液管、压膜圈和刀柄位于同一中心线；压膜圈内刀柄的底面贴于推刀膜的上表面、刀刃位于电液隔离膜的下面。所述高压气瓶中的气体为氩气或氦气；所述进液管、压膜圈的材料为不锈钢、铝、铜、镍、钛及其合金之一种；所述切刀的材料为不锈钢、钛及其合金之一种；所述推刀膜的材料为橡胶；所述电液隔离膜的材料为薄膜状的聚四氟乙烯、铝、铜及其合金之一种。所述电池盖的注液孔上密封焊接有排气阀。所述排气阀包括轴和孔均为台阶状的阀体，大孔为螺纹孔，螺纹孔螺纹连接带有通孔的丝堵；阀体与丝堵的端面之间自下至上依次置有密封圈、聚四氟乙烯膜防爆膜和密封圈；丝堵上端有一螺丝刀口。本专利技术具有的优点和积极效果是I、本专利技术采用大孔率的三维铝或三维镍作为正极集流体，在正极集流体两面涂布糊状正极混合物压制成薄型正极板，实现了电池的高功率放电，电池放电倍率可达O. 2C-0. 4C，单体电池容量能够达到100Ah-500Ah ;单体电池串联成电池组，能够做为高功率、高能量的大型动力型电池组应用于高功率、高能量的大型动力装备中；2、本专利技术采用电池中的极板组与电解液分隔存放的方式，电池在运输和长时间储存过程中正、负极之间没有电压，没有自放电，受外力或意外滥用时不会形成内部短路而激活释放能量，提高了电池安全性，延长了储存寿命，达到10 15年。3、本专利技术采用矩形正负极板叠片式极板组装配到金属电池壳中，正、负极导耳与极柱之间通过铆钉冷压铆接，提高了电池的机械强度，进一步提高了电池的安全应用。附图说明图I是本专利技术制备的大容量锂锰电池主视示意图；图2是图I的左视局部剖视示意图；图3是图I注液孔上密封连接激活装置的主视示意图； 图4是图3的左视局部剖视示意图；图5是图4中进气管的主视剖视示意图；图6是图4中进气管的俯视不意图；图7是图4中压膜圈的主视剖视示意图；图8是图4中压I旲圈的俯视不意图；图9是图4中切刀的主视示意图；图10是图9的俯视示意图；图11是I注液孔上密封连接排气阀的主视剖视示意图；图12是图11的左视局部剖视示意图。其中，I-贮液腔，2-电液隔离膜，3-压膜环，4-密封垫圈，5-切刀，6-锁母，7-进液管，8-压膜圈，9-推刀膜，10-进气嘴，11-电池盖，12-包膜正极板，13-负极板，14-铆钉，15-负极柱，16-正极柱，17-电池壳；18-管筋，19-管套，20-进气孔，21-凸圈，22-流液口，23-上圆槽，24-下圆槽，25-刀刃，26-定位槽，27-刀柄，28-大管，29-小管，30-外螺纹管，31-注液孔，32-丝堵，33-阀体，34-密封圈，35-防爆膜，36-排气阀。具体实施例方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下⑴制作包膜正极板选用矩形板状泡沫镍或泡沫铝作为正极集流体，在正极集流体一端靠近一侧焊接正极导耳；称取90. 2wt% 二氧化猛、I. 6wt%聚偏二氟乙烯(PVDF)、6. 3wt%乙炔黑和I. 8wt%本文档来自技高网...

【技术保护点】
大容量锂锰电池的制备方法，其特征在于：包括以下制备过程：⑴制作包膜正极板选用矩形板状泡沫镍或泡沫铝作为正极集流体，在正极集流体一端靠近一侧焊接正极导耳；称取90.2wt%二氧化锰、1.6wt%聚偏二氟乙烯(PVDF)、6.3wt%乙炔黑和1.8wt%石墨，混合后加入N？甲基？2？吡咯烷酮(NMP)含量0.1wt%的溶液，用搅拌机搅拌形成糊状正极混合物，将正极混合物均匀涂布到正极集流体两面，在干燥箱中130℃干燥24h～48h，取出后将正极集流体上面的正极混合物压制成正极板；然后将正极板包上一层隔膜，再次压制，形成矩形包膜正极板，部分正极导耳位于隔膜的外面；⑵装配极板组在与正极集流体尺寸相同的锂箔一端靠近一侧焊接负极导耳形成负极板；将包膜正极板和负极板间隔整齐叠放，叠放后的全部正极导耳与正极柱冷压后铆接成一体、叠放后的全部负极导耳与负极柱冷压后铆接成一体，再将全部包膜正极板和负极板捆紧固定，构成极板组；⑶大容量锂锰电池的装配：将⑵中的极板组装入底部带有两个孔的方形不锈钢电池壳内，电池壳的两个孔均套有聚四氟乙烯绝缘密封垫，正极柱和负极柱分别从两个孔穿出，正极柱、负极柱分别绝缘密封紧固在电池壳下端，电池壳上端密封焊接带有注液孔的电池盖，注液孔上连接密封装置后，完成大容量锂锰电池的装配。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴贺，陈雪梅，王子佳，牛长冬，丁志强，王平安，荆有泽，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：