[发明专利]钮扣式锂离子二次电池及其制备方法

说明书

本发明涉及钮扣式锂离子二次电池及其制备方法。

锂离子电池是继镍镉电池和镍氢电池之后新兴的又一种小型可充电高性能电池。这种电池既保持了锂电池的比容量高、能量密度大、工作电压高及重量轻等优点，又解决了锂电池安全性及循环寿命有限等问题。

目前许多小型电器(如电子手表、计算器、照相机及摄像机等)均使用钮扣式电池。因此，工业上已开发出许多符合需求的钮扣式电池。但是，现有的与锂金属相关的钮扣式电池均是用金属锂片或锂合金作为电池的负极活性材料的，由于锂枝晶的存在，为安全起见，这些钮扣式电池均是不可再充电的。这种一次性电池用完后即废弃，因此存在污染环境和浪费资源的问题，不符合环境保护的潮流。

1996年3月授予K.M.Abraham的美国专利549101公开了一种薄片状电池，该电池用石墨作为负极材料，用LiMn₂O₄作为正极材料，以丙烯腈为基的固体聚合物电解质作为隔膜，用叠压法将正负极材料和隔膜层压在一起组装成薄片状电池。但是这种电池的充放电容量仅为10mAh。

中国武汉力兴电源技术公司1997年10月在“第九届全国电化学会议”上公开了一种用涂带法组装成的钮扣电池，在1mA恒流充放电条件下其最大标称容量为25mAh。但是这种电池的成型工艺复杂且电池壳内的空间利用率也低，从而使电池的制造成本较高，由于存在电极载体，使得单位体积的电容量下降。

目前商业化的钮扣式锂电池用的正极材料是用模压法成型的，负极材料则是从金属锂片材上直接冲轧出来的。由于锂枝晶带来的安全问题，这种电池的容量虽高，但是是不可充电的。

因此需要开发一种低成本高容量的钮扣式锂离子二次电池，以及这种电池的制造方法。

本发明的目的是提供一种钮扣式锂离子二次电池。它具有比容量高，制造成本低等优点；

本发明的另一个目的是提供一种以石墨为负极材料的钮扣式锂离子二次电池的制造方法。

本发明提供一种钮扣式锂离子二次电池，它包括含锂化合物正极、石墨负极和隔膜，其特征在于所述含锂化合物正极和石墨负极均是模压成型的。

本发明还提供一种钮扣式锂离子二次电池的制备方法，它包括：

1)形成含锂化合物正极；

2)形成石墨负极；

3)将所述正极、负极与隔膜一起形成钮扣式锂离子二次电池；

其特征在于所述含锂化合物正极和石墨负极均是模压成型的。

下面将结合附图更详细地说明本发明。附图中，

图1是本发明实例的钮扣式锂离子电池的剖面图；

图2是本发明实施例1钮扣式锂离子电池的充放电曲线；

图3是本发明实施例2钮扣式锂离子电池的充放电曲线；

图4是本发明实施例3钮扣式锂离子电池的充放电曲线；

图5显示本发明实施例4钮扣式锂离子电池在第5次循环时容量随电流的的变化；

图6是大电流条件下本发明实施例4钮扣式锂离子电池经40多次循环后的容量大小。

本发明提供一种钮扣式锂离子二次电池，它包括含锂化合物正极、石墨负极和隔膜，其中所述含锂化合物正极和石墨负极均是模压成型的。

在本发明中，术语“钮扣式电池”是本领域众所周知的，例如它可以是常用于电子手表、计算器等具有圆片或钮扣形状的电池。