[发明专利]一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，属于化学电源储能技术领域。

背景技术

由于电子产品的普及及快速发展，可充锂/二氧化锰扣式电池需求量越来越大，而现有的可充锂/二氧化锰电池生产过程中，锂铝合金负极的制造速度很低，限制了产量的大幅度提升。

现有的锂铝合金的负极一般采用类似CN87100735公开的方法，即在常温下用共轧工艺制备锂铝合金覆层：在相对湿度低于1％的环境中，将市售的纯铝或不含锂的铝合金与金属锂轧制在一起，加压保持24小时后在铝表面上形成锂铝合金覆层。

本发明公开了一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，可以快速的制备锂铝合金负极，适合自动化大批量的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，该方法具有工艺简单、速度快、性能好、适合自动化大规模生产的特点。

本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法，其制备步骤是：

把纯度99％以上铝板加工成一个圆片，圆片上加工出直径为0.3～0.5mm的通孔，按照辐射状分布(图1)，对铝片进行除油和除水干燥，在相对湿度低于1％的干燥环境中，将锂片与铝片冷轧在一起，保持10秒钟以上，得到锂铝合金负极，所述的金属锂片和铝片的摩尔比在0.8～1.0之间，所述的通孔总面积占铝圆片总面积的48％～62％。

本发明的优点是，一种3V可充扣式锂电池锂铝合金负极的制作方法适合工业化大规模快速生产，同时具有先进的性能。由于铝片上存在辐射状分布的通孔，在锂片和铝片冷轧在一起的过程中，金属锂往往呈现同心圆方向流动特性，小孔中会优先充满金属锂，并且这些填充在小孔中的金属锂会继续向金属铝中扩散，从而把铝/锂金属扩散界面拓展到了三维，扩大了接触面积，缩短了扩散的时间和路程，形成的锂铝合金负极尺寸基本不变，可以立即用于电池装配，达到了快速生产的目的，比CN87100735公开的方法单位产能提高1000倍以上。另一方面，小孔中填入的金属锂沿着平行金属铝板的方向扩散进去，使锂元素在铝片中的分布更均匀，因此循环性能更好。在0.1C，72％充电放电深度下循环，当其容量低于初始值的72％时，循环次数达到了80次。

附图说明

图1是铝板加工成圆片的俯视图。圆片上以圆心为中心均匀分布8条射线，两条相邻射线之间的夹角为45度，每条射线上间距均匀的分布着直径相同的通孔。

具体实施方式

实施例1

(1)将ML1220负极壳，内侧底部焊接一块直径为3mm厚度为0.2mm的镍网，然后除油，清洗干净后，在105℃鼓风干燥4小时；

(2)在纯度99％、厚度0.52mm的铝板上，冲出直径9mm圆片，在圆片上冲出直径为0.5mm的辐射状分布的通孔180个，然后除油、清洗后，在105℃鼓风干燥2小时；

(3)把处理好的铝片放入负极壳中，在气动压力机上以0.5MPa力用塑料压头压铝片，3秒钟，把铝片固定在负极壳内部。

(4)在相对湿度为0.9％的干燥间中，把电池级金属锂片10mg放在铝片中间，用冲头施加5MPa压力，保持10秒后撤去压力，得到3V可充扣式锂电池锂铝合金负极。

(5)在负极上放上PP隔膜，加入0.2g电解液1MLiPF₆/(EC+DMC+PC)，然后隔膜上放低压锰酸锂正极片，最后盖上正极壳，封口，得到ML1220扣式电池。

(6)对此电池进行0.1C充放电测试，充电上限为3.25V，放电下限为2.0V，测试数据显示其工作电压为3.0V。按照72％DOD，0.1C充放电测试寿命，循环寿命为82次。

实施例2

(1)将ML1220负极壳，内侧底部焊接一块直径为3mm厚度为0.2mm的镍网，然后除油，清洗干净后，在105℃鼓风干燥4小时；

(2)在纯度99％、厚度0.5mm铝板上，冲出直径9mm圆片，在圆片上冲出直径为0.3mm的辐射状分布的通孔510个，然后除油、清洗后，在105℃鼓风干燥2小时；

(3)把处理好的铝片放入负极壳中，在气动压力机上以0.3MPa力用塑料压头压铝片，3秒钟，把铝片固定在负极壳内部。