[发明专利]一种锂-二硫化亚铁电池及其组装方法

说明书

本发明涉及一种锂‑二硫化亚铁电池及其组装方法。所述电池包括卷绕电芯和外壳，露于所述卷绕电芯之外的负极极耳与外壳的侧壁接触连接。组装方法包括：将卷绕电芯的负极极耳穿过一绝缘垫件的方孔并呈90°弯折，然后将多出电芯底部的极耳再90°弯折贴靠电芯，最后将该电芯套入外壳中，完成负极极耳与外壳的连接。本发明将现有技术的焊接式替换为接触式，规避了焊接式不良率高、安全隐患、工艺复杂、可控性差等缺陷，并降低了制作成本。测试结果表明本发明的锂‑二硫化亚铁电池性能良好。

技术领域

本发明涉及锂一次电池技术领域，尤其涉及用于锂-二硫化亚铁电池内部连接的一种方法，具体涉及一种锂-二硫化亚铁电池及其组装方法。

背景技术

锂-二硫化亚铁(Li/FeS₂)电池属于低压锂一次电池，其工作电压平台为1.5V，因此与相同尺寸的碱锰(Zn/MnO₂)电池、镍氢电池、碳氢电池或锌银电池具有互换性，市场上广泛应用的型号是AA和AAA型。锂-二硫化亚铁电池与同型号的碱锰电池和二次电池比较，锂-二硫化亚铁电池无论是从高低温性能(-40℃～60℃)、大电流放电能力、还是防漏液性、便携性及贮存寿命方面，都具有明显的优势，特别适用于大电流放电需求的民用及军工电子产品。另外，锂-二硫化亚铁电池不含任何有毒有害物质(Fe、S元素均无毒性)，正极原材料FeS₂矿藏非常丰富易得，完全具备大规模生产和推广的条件。从上述情况分析，锂-二硫化亚铁电池最终会大范围取代碱锰电池，逐渐成为小型便捷式民用及军用电子产品的最佳电源。

目前商业化的锂-二硫化亚铁电池的制作过程主要分为以下几步：首先将在正极活性材料(FeS₂)、粘结剂、导电剂混合制成浆料，并将制备的浆料涂覆在集流体上，然后对其烘干、辊压、分切得到要求的正极片，接着将正极极耳连接到正极片上形成正极结构；购买合适尺寸的金属锂并裁剪成要求的负极片，接着将负极极耳连接到负极片上形成负极结构；然后，将正极结构、隔膜和负极结构卷绕在一起形成电芯；接着，将电芯放入电池外壳中，再将正极极耳与负极极耳分别连接到正极上盖组合体和电池外壳上；最后，注入电解液、封口、清洗、烘干、预放电得到锂-二硫化亚铁电池。

现有技术中，许多厂家采用电阻焊的方式将负极极耳与电池外壳底部连接在一起，或将负极极耳与钢壳侧壁直接焊接。但采用电阻焊的方式存在不足：(1)电阻焊工序复杂，操作成本高。电阻焊的基本原来就是将工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，使工件熔化，形成特定的熔池，将加工工件焊接在一起的方法。熔池的深度影响焊接的质量，深度太浅，导致极耳与外壳虚焊，深度太深则钢壳容易被焊穿。因此要控制熔池深度，而焊针表面的光洁度及负极极耳表面的平整度都会影响焊接效果及熔池深度。另外，电阻焊设备的稳定性、电流大小等都会影响焊接的效果。(2)由于影响电阻焊的因素太多，所以电阻焊的不良率很高，主要是虚焊、焊穿、焊偏及焊炸等问题。(3)焊接过程中焊接处熔化的金属屑会四处飞溅，飞溅的金属碎屑可能会烧穿隔膜造成电池内部短路。即使焊接产生的金属碎屑没有将隔膜烧破，其留在电芯内也会对电池的安全造成很大的隐患。(4)电阻焊的焊接处会有一凸出的焊点，由于焊点处的防生锈镀层被破坏，一点电池处于潮湿的环境就有生锈的风险。(5)电阻焊目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种用于连接锂-二硫化亚铁电池负极极耳与外壳的方法，替换现有技术的焊接技术，杜绝焊接产生的金属废屑造成的安全隐患，降低了制作成本，使得所制成的锂-二硫化亚铁电池性能良好。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂-二硫化亚铁电池，包括卷绕电芯和外壳，露于所述卷绕电芯之外的负极极耳与所述外壳的侧壁接触连接。