专利名称：一种可再充电电化学元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种可再充电电化学元件的制造方法，特别是一种具有一个由锂/铟合金组成的负极，一个夹锂正极和一种有机电解质的钮扣电池形式的可再充电电化学元件的制造方法。本发明还涉及由这种方法制造的电化学元件。
背景技术：
当可再充电电化学元件中用锂作负极材料时会发生一个问题，就是在充放电过程锂会形成枝晶。因此在象这些的电化学元件中，使用锂/铝合金或锂/铟合金作活性负极材料。DE 3816199 A1公开，负极可以是由一个锂/铝层和一个铝层组成的双层结构的形式。
发明内容
本发明的目的是简化这种电化学元件的生产过程，特别是简化该元件的负极的生产。
根据本发明，此目的可以通过本发明权利要求1对一种最初提及的一般类型的可再充电电化学元件的制造方法的特征而达到。本发明的有利的和优选的实施例就是其它权利要求的主要内容，在下文中将做更详细的描述。因此，通过表达引用的方式，权利要求书中的用语包括在了本说明书的描述之中。
根据本发明，有一个锂层和一个铟层被引入到负极壳半区。正极材料波引入到相关联正极壳半区。在加入或填入有机电解质并在两个壳半区之间插入一隔离板后，用一个密封件插在两个壳半区之间，将两个壳半区连接起来或嵌合(beaded)后便形成了钮扣电池。然后通过蓄电或至少一次随后的充/放电循环，由锂和铟层，形成了锂/铟合金层。
在本发明的一个实施例中，锂层和铟层是从卷轴中拉出的材料带被引入或直接压在负极壳半区的。在锂层或铟层压入之前向负极壳半区中引入或焊接一个输出导体如一种网状物是有利的。
优选一种首先向负极壳半区中引入铟层的方法。可是，同样可以向负极壳半区中引入粉末状的铟层，然后再把锂带从卷轴中拉出的带直接压入负极壳半区中。还可以向锂膜上施加铟粉，或用电化学方法向形成电池盖的负极壳半区或向随后引入电池盖中的网状物上施加铟。
下面将参考示意图对本发明的主题进行更详细的说明。
图1是根据本发明所述的钮扣电池的简图。此钮扣电池具有一个通常形成钮扣电池的电池盖的负极壳半区1和一个正极壳半区3。负极壳半区1含有锂/铟合金电极。正极壳半区3含有一个夹锂电极4，如锂化二氧化锰LixMnO2。在正极4和负极2之间以普通的方式放置着一个隔离板5。两个壳半区1和3，中间插有室6，通过凸缘卷边彼此连接起来。
图2中的插图简略表示了，第一材料层2a，即优选一个铟层，放置在负极壳半区1中，在它上面放置着第二材料层2b即锂层。
如图3所示，这两个材料层2a和2b是用切压机9把从卷轴7和8拉出的环状的材料带直接压入负极壳半区1中的。这里，优选在壳半区1的底部有一个焊上的输出导体，该输出导体在此并未示出。优选来自卷轴7的铟层是被设置成电极组件的下部。此过程一完成，就接着施加隔离板5。加入电解质，然后将电池盖1和电池杯3连接在一起，其中电池杯3含有一个同样充有电解质的正极4。
在装配后或第一个充/放电过程后，在电池里就形成了锂/铟合金。在此过程中，锂和铟彼此扩散入对方，就形成了预期的锂/铟合金。也可以用铟粉代替铟金属膜压入上述输出导体中，或直接压入盖中，然后再压入锂。
也可以首先向负极壳半区中引入锂，然后再加入铟。根据本发明所用的锂/铟合金的化学计量可以从Li1In1扩展到Li6In1。作为例子，电极是通过在氩保护气氛中将500μm厚的锂膜和200μm厚的铟膜连接在一起，再在5巴(bar)的压力下把它们压入具有输出导体的盖中而制成的。
权利要求
1.一种可再充电电化学元件的制造方法，此元件是钮扣电池的形式，它具有一个由一种锂/铟合金组成的负极，一个由夹锂材料组成的正极，一种有机电解质，一个正极壳半区，一个负极壳半区，一个隔离板，和壳半区之间的一个密封件，其中向负极壳半区中引入了一铟层和一锂层，正极被引入到正极壳半区，有机电解质和隔离板的中间层填充在两个壳半区中，在向壳半区之间插入密封件之后，两个壳半区被装配在一起形成钮扣电池，并由铟层和锂层形成锂/铟合金层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中的铟层和锂层是由带状材料组成的，且直接引入至负极壳半区并压入，其中的带状材料是从卷轴中拉出的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中的输出导体是在将铟层和锂层引入负极壳半区之前焊进负极壳半区的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中的输出导体是网状带或网的形式。
5.根据权利要求3所述的方法，其中的输出导体被覆有铟。
6.根据权利要求5所述的方法，其中的输出导体通过电化学方法被覆有铟。
7.根据权利要求1所述的方法，其中的负极壳半区通过电化学方法被覆有铟。
8.根据权利要求1所述的方法，其中首先向负极壳半区中引入铟层，继而引入锂层。
9.根据权利要求1所述的方法，其中首先向负极壳半区中引入粉末形式的铟层，然后再以由带状材料构成的锂带的形式向负极壳半区中压入锂层，其中的带状材料直接从卷轴中拉出。
10.根据权利要求1所述的方法，其中首先向负极壳半区中压入锂层，然后再以铟粉的形式将铟层加入并压进负极壳半区。
全文摘要
一种可再充电电化学元件的制造方法,一种可再充电钮扣电池的制造方法，这种钮扣电池具有一个由锂/铟合金组成的负极，一个夹锂正极和一种有机电解质，在这种方法中，向负极壳半区中引入了一个锂层和一个铟层。正极材料被引入到正极壳半区。在加入有机电解质并在两个壳半区之间插入隔离板之后，用一个密封件插在两个壳半区之间，将两个壳半区嵌合后便形成了钮扣电池。通过蓄电或随后的充/放电循环，就由锂和铟层形成锂/铟合金层。
文档编号H01M2/08GK1457114SQ0314230
公开日2003年11月19日 申请日期2003年4月28日 优先权日2002年5月2日
发明者K·霍尔, A·佩尔纳, H·瓦纳, R·亨里希, D·伊利克 申请人:瓦尔达微电池有限责任公司