本发明涉及锂电池技术领域,具体涉及一种锂一次电池及其制备方法。
背景技术:
常规的锂一次电池采用钢壳作为负极结构,即将金属锂压在不锈钢钢壳上成为负极,放入隔膜后再加入正极,然后通过正极集流体引出正极耳。该结构设计对锂一次电池正极的吸液膨胀性能要求非常高,如果正极膨胀性能达不到,在放电末期随着锂片的消耗,正极膨胀性能太差会导致电池内阻急剧上升,负载能力下降,严重时会导致设备不能正常工作。
技术实现要素:
本发明的一个目的在于提供一种锂一次电池,其在放电末期仍然具有良好的负载能力。
本发明的另一个目的在于提供一种锂一次电池的制备方法,以制得负载能力优良的锂一次电池。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,提供一种锂一次电池,包括正极、负极、位于所述正极和所述负极之间的隔膜,用于封装所述正极、所述隔膜和所述负极的钢壳,以及用以密封所述钢壳的开口端的盖板,所述正极与所述钢壳连接,所述负极与锂一次电池的中心极柱连接。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述正极上设置有正极集流体,所述正极集流体靠近所述盖板的一端设置有镍带,所述镍带与所述钢壳焊接。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述镍带焊接固定于所述钢壳与所述盖板之间。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述正极包括至少两层炭包,所述正极的一侧或者所述正极的任意两层所述炭包之间设置有所述正极集流体,所述正极通过机械力压制于所述正极集流体上;
具体地,所述正极集流体的形状与所述正极的形状相同,且所述正极集流体的尺寸略小于所述正极的尺寸。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述负极由金属锂制成,所述负极的一侧设置有负极集流体,所述负极通过机械力压制于所述负极集流体上;
具体地,所述负极集流体的形状与所述负极的形状相同,且尺寸略小于所述负极的尺寸。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述负极集流体与所述锂一次电池的中心极柱点焊连接。
作为锂一次电池的优选的技术方案,所述隔膜位于所述正极与所述负极集流体之间。
另一方面,提供一种所述的锂一次电池的制备方法,将正极与钢壳连接,负极与中心极柱连接,在所述正极与负极之间设置隔膜并进行组装,注液密封后,制得锂一次电池。
作为锂一次电池的制备方法的优选方案,所述锂一次电池的制备方法,包括以下步骤:
S10、以炭包作为正极,以导电金属作为正极集流体,并将所述正极通过机械力压制于所述正极集流体上,在所述正极集流体靠近所述盖板的一端引出镍带,并将所述镍带与所述钢壳焊接;
S20、以金属锂作为负极,将负极集流体与中心极柱点焊连接,并将所述负极通过机械力压制于所述负极集流体的一侧;
S30、在所述正极和负极之间设置隔膜并进行组装,采用所述盖板对所述钢壳的开口端进行密封,并使所述镍带固定于所述钢壳与所述盖板之间;然后依次进行注液、密封,制得所述锂一次电池。
优选地,所述镍带通过氩弧焊接或者激光焊接固定于所述钢壳与所述盖板之间。
本发明的有益效果:本发明的锂一次电池采用反极结构设计,即将正极和负极的位置进行调换,将正极与钢壳连接,负极与中心极柱连接,可以降低锂一次电池对正极吸液膨胀性能和正极导电性能的要求,以使锂一次电池具有良好的导电作用,与现有技术相比,本发明的锂一次电池在放电末期仍然保持优良的负载能力。本发明还提供一种锂一次电池的制备方法,通过该制备方法可以制得性能优良的锂一次电池,使锂一次电池在放电末期仍然保持优良的负载能力。
附图说明
图1为本发明实施例的锂一次电池的结构示意图。
图1中:
100、正极;200、负极;300、隔膜;400、钢壳;500、正极集流体;600、镍带;700、负极集流体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,本发明实施例所述的锂一次电池,包括正极100、负极200、位于所述正极100和所述负极200之间的隔膜300,用于封装所述正极100、所述隔膜300和所述负极200的钢壳400,以及用以密封所述钢壳400的开口端的盖板,所述正极100与所述钢壳400连接,所述负极200与锂一次电池的中心极柱连接。与普通的锂一次电池相比,本实施例采用反极结构设计,即将正极100和负极200的位置进行调换,将正极100与钢壳400连接,可以降低正极100吸液膨胀性能和正极100导电性能的要求,以使锂一次电池具有良好的导电作用,锂一次电池在放电末期仍然保持优良的负载能力。
作为本发明具体的实施方案,所述正极100上设置有正极集流体500,所述正极集流体500靠近所述盖板的一端设置有镍带600,所述镍带600与所述钢壳400焊接。本实施方案中,正极100通过正级集流体500引出,镍带600相当于正极极耳,其一端与正极集流体500靠近盖板的一端焊接,另一端与钢壳400焊接,使锂一次电池的内阻在放电过程中始终保持在较低水平,并且在放电末期保持优良的负载能力。
具体地,所述镍带600焊接固定于所述钢壳400与所述盖板之间,以提高镍带600的连接稳定性。本实施例中的焊接为氩弧焊接或者激光焊接。
作为本发明优选的实施方案,所述正极100包括至少两层炭包,所述正极100的一侧或者所述正极100的任意两层所述炭包之间设置有所述正极集流体500,所述正极100通过机械力压制于所述正极集流体500上。正极100可以包括两层炭包、三层炭包甚至更多层炭包,其中,炭包的制备方法属于现有技术,其以乙炔黑、二氧化锰、粘接剂、导电添加剂等制成,在此不再赘述。本实施例中,正极集流体500由导电性金属如不锈钢或者镍制成,如图1所示,正极集流体500设置在正极100背离负极200的一侧。
优选地,本实施例中的炭包为小颗粒通过压制而成,炭包通过机械力压制于正极集流体500上形成正极100,以提高正极100与正极集流体500的连接稳定性,保证正极100不会脱落。
本实施例中,如图1所示,所述正极集流体500的形状与所述正极100的形状相同,且所述正极集流体500的尺寸略小于所述正极100的尺寸。
本实施例中,所述负极200由金属锂制成,所述负极200的一侧设置有负极集流体700,所述负极200通过机械力压制于所述负极集流体700上。具体地,将金属锂裁切成所需要的形状之后,再通过机械力压制于负极集流体700上,以提高负极200与负极集流体500之间的连接稳定性,保证负极200与负极集流体700之间不会脱落。
本实施例中,如图1所示,所述负极集流体700的形状与所述负极200的形状相同,且尺寸略小于所述负极200的尺寸。
具体地,所述负极集流体700与所述锂一次电池的中心极柱点焊连接,可以使中心极柱作为负极200的负极极耳。
具体地,如图1所示,所述隔膜300位于所述正极100与所述负极集流体700之间。其中,正极集流体500也可以设置在正极100靠近负极200的一侧,此时,隔膜300位于正极集流体500与负极集流体700之间,同样可以避免正极100和负极200之间相互受到影响。
本发明的实施例还提供一种锂一次电池的制备方法,将正极100与钢壳400连接,负极200与中心极柱连接,在所述正极100与负极200之间设置隔膜300并进行组装,注液密封后,制得锂一次电池。由于正极100与钢壳400连接,使得锂一次电池在其放电末期仍然保持优良的负载能力。
作为本发明优选的实施方式,所述锂一次电池的制备方法包括以下步骤:
S10、以炭包作为正极100,以导电金属作为正极集流体500,并将所述正极100通过机械力压制于所述正极集流体500上,在所述正极集流体500靠近所述盖板的一端引出镍带600,并将所述镍带600与所述钢壳400焊接;
S20、以金属锂作为负极200,将负极集流体700与所述锂一次电池的中心极柱点焊连接,并将所述负极200通过机械力压制于所述负极集流体700的一侧;
S30、在所述正极100和负极200之间设置隔膜300并进行组装,采用所述盖板对所述钢壳400的开口端进行密封,并使所述镍带600固定于所述钢壳400与所述盖板之间;然后依次进行注液、密封,制得所述锂一次电池。
其中,盖板上设置有电解液的注液口,镍带600焊接固定于钢壳400与盖板之间后,再进行电解液的注入,注液完成后对注液口进行密封,即可制得锂一次电池。
与常规的锂一次电池相比,按照本实施例的制备方法制得的锂一次电池,由于采用反极结构设计,制得的锂一次电池的导电性能不受正极吸液膨胀性能和正极导电性能的影响,锂一次电池的内阻在在放电过程中一直保持在较低水平,其在放电末期仍然保持良好的负载能力。
优选地,所述镍带600通过氩弧焊接或者激光焊接固定于所述钢壳400与所述盖板之间,可以提高电池的使用稳定性。
在本说明书的描述中,参考术语“优选的实施方式”、“优选的实施方案”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。