[发明专利]一种锂一次电池

说明书

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂一次电池，包括正极片、负极片、设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜、以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一个表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括能脱嵌锂离子的正极活性材料，所述负极片包括光铜箔、镍箔、导电碳纸中的任意一种。本发明锂一次电池采用光铜箔、镍箔、导电碳纸或其他导电箔材做负极，取代传统的金属锂负极，作为常规锂一次电池的替代方案，对组装环境要求不高，在非干燥环境下即可组装生产，大大降低了组装过程中对环境的要求，提高了组装过程的安全性，同时也节省了干燥房的制造成本和运行成本。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种新型锂一次电池。

背景技术

锂一次电池是以金属锂为负极，以固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质，金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性物。常见的锂一次电池有锂-二氧化锰、锂-硫化铜、锂-氟化碳、锂-二氧化硫和锂-亚硫酰氯等。目前最普遍使用的是锂-二氧化锰电池，其正极为二氧化锰，负极为金属锂，电解液为非水有机电解液。其应用范围广泛，在商业或家用领域中主要用做自动照相机、电子计算器、收音机、电筒、电动玩具、手表等的电源。在工业领域中，主要用做海上救生器材、水/电气用付费率智能表、定位发射器的电源及仪器的记忆设备电源。在军事设备领域中主要用做通信电台、保密机、夜视仪、小型干扰机、地雷、水雷等的电源。

但是，在现有的锂一次电池中，负极使用的是金属锂，金属锂是一种活泼性极强的金属，与水会发生剧烈燃烧反应，放出易燃气体氢气，同时放出大量的热。金属锂也易与空气中的氮气发生反应，在表面生成棕褐色的氮化锂。氮化锂生成后无法去除，影响金属锂性能，且受高压挤压时会产生火花，甚至爆炸。金属锂易与空气中的氧气发生反应，生成白色的氧化锂。高温的或燃烧的金属锂，接触水泥地面时，会发生爆炸。金属锂较软，具有黏性，碎屑容易附着在工夹具和护具上，增加危险性。因此，在锂一次电池组装时，必须要在露点<-35℃干燥环境下进行，且干燥房的地板需要特制，不能使用混凝土。如果要进一步保证电池的性能以及提高生产的安全性，则需要在氩气环境下进行电池的组装。可见，传统的锂一次电池对环境的要求极为苛刻。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种新型的锂一次电池，该电池的生产组装可在非干燥环境下进行，避免了传统锂一次电池组装对环境的苛刻要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂一次电池，包括正极片、负极片、设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜、以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一个表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括能脱嵌锂离子的正极活性材料，所述负极片包括光铜箔、镍箔、导电碳纸中的任意一种。需要说明的是，常规的锂一次电池，正极活性材料为MnO₂，负极片为金属锂带，电池组装好之后不需要充电，放电时负极锂金属中的Li通过电解质迁移进入正极MnO₂的晶格中，形成LiMnO₂。本发明锂一次电池的负极片为一层导电箔材，箔材上没有活性材料，在组装时，由于负极片上没有锂，因此需要在组装后进行充电，充电时正极活性材料中的Li⁺脱出，通过电解液迁移到达负极片，并沉积在负极片表面，形成一层金属锂。放电时，负极片表面沉积的金属锂变成Li⁺脱出进入电解液，迁移进入正极活性材料的晶格中。本发明作为一个锂一次电池的替代方案，负极片用光铜箔、镍箔、导电碳纸等导电箔材代替了传统的金属锂负极，大大降低了对组装过程中的环境要求，提高了组装过程中的安全系数，无需干燥房以及特制的车间地板，大大降低了制造成本。

作为本发明所述的锂一次电池的一种改进，所述负极片的厚度为5~200μm。极片过薄，箔材的强度不够支撑后续锂离子的沉积，具有引发箔材断裂的风险；极片过厚，会影响电芯的能量密度。