一種可充3v扣式鋰電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種以磷酸亞鐵鋰作正極、以鋁作為負極的可充3V扣式鋰電池的制作方法，屬于化學儲能技術的創新。
【背景技術】
[0002]可充3V扣式鋰電池是一類重要的電池類型，主要用于電子電路板作為數據記憶體備用電源，廣泛應用在筆記本電腦、移動電話、GPS導航儀等產品上。目前，這種電池主要采用鋰化二氧化錳作為正極活性物質，鋰鋁合金作為負極活性物質，其優點是容量高、自放電小，但是也存在使用壽命短、深度放電能力差和成本高等缺點。電子產品的小型化、免維護等發展趨勢迫切需要開發一種深度放電壽命長、成本低的可充3V扣式鋰電池。
[0003]磷酸亞鐵鋰是一種新型的鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環壽命長、成本低和綠色環保等優點，通常與石墨負極構成3V可充電池。這種3V電池具有循環壽命長、成本低和綠色環保等優點，但是這種3V電池存在自放電比較大的問題，不能滿足電子電路板數據記憶體備用電源的要求。并且，石墨負極的可逆比容量約為320?360mA小時/g，遠遠低于鋰鋁合金負極800?100mA小時/g的可逆比容量，使得磷酸亞鐵鋰/石墨體系構成的3V扣式電池與現有的采用鋰化二氧化錳作為正極活性物質，鋰鋁合金作為負極活性物質的3V電池相比沒有容量優勢。本發明采用了磷酸亞鐵鋰正極與鋁粉負極制作3V扣式電池，解決了上述問題，而且制備方法簡單，成本低，與現有采用鋰化二氧化錳作為正極活性物質，鋰鋁合金作為負極活性物質的3V扣式電池相比在容量、放電深度、循環壽命、成本等方面有顯著的優勢，而且制作方法簡單。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種可充3V扣式鋰電池的制作方法，其特征是采用磷酸亞鐵鋰作為正極活性物質并且采用鋁粉作為負極活性物質。
[0005]本發明是通過以下技術方案加以實現的:
(1)把磷酸亞鐵鋰材料、鱗片石墨、炭黑、聚四氟乙烯乳液(濃度為50%)按照96:2:1:2混合均勻，110°C鼓風干燥2小時，再壓成硬幣狀圓片，120°C真空干燥3小時，備用；
(2)把(I)中磷酸亞鐵鋰質量50%?60%的300目的鋁粉，與200目鎳粉按照質量比95:5比例混合，并混合均勻，再壓成圓片；
(3)把0.1mm聚丙烯隔膜沖成圓片；
(4)在相對濕度<2%的環境中，把(I)制備的圓片放入扣式電池的正極殼，上面放上
(3)制備的隔膜圓片，再放上(2)制備的鋁圓片，加入(I)中磷酸鐵鋰質量45%的IM LiFP6在EC/DMC (50:50)電解液，再扣上扣式電池負極蓋，在裝入標準扣式電池封口模具，在油壓機上3MPa壓力，壓緊，取出電池；
(5)對(4)制備的電池進行0.1C充電到3.5V，再保持3.5V恒壓共計充電12小時，制成3V可充電扣式電池； (6)每個步驟圓片的尺寸規格按照不同扣式電池型號來確定，(I)中圓片直徑比(2)中圓片直徑小1mm，比(3)中圓片直徑小2mm。
[0006]本發明的優點在于，這種方法簡單，成本低，制作的電池具有容量高、深度放電能力強、循環壽命長，適合大規模的工業化生產，可以降低電池成本，擴大應用規模。
【具體實施方式】
[0007]實施例1
將電池級磷酸亞鐵鋰粉末96g和鱗片石墨粉2g、導電炭黑lg、2g50%聚四氟乙烯乳液放入研缽，研磨攪拌均勻，然后放入110°C鼓風烘箱中，烘干2小時，取0.25g混合物，放在壓片機上壓成Φ8.8mm厚度為0.97mm圓片，再放入120°C，_0.1MPa真空烘箱中，烘干3小時，降溫，作為正極片待用。取12g 300目鋁粉與0.63g200目鎳粉放入研缽中混合，研磨均勻，取0.126g混合物在壓片機壓成Φ9.8mm厚度為0.59mm圓片，做負極片待用。取0.1mm厚度聚丙烯隔膜，沖成Φ10.8mm圓片，作為隔膜片待用。把正極片、隔膜片、負極片、CR1220電池正極殼、CR1220電池負極殼，對應的封口模具放入相對濕度為1.5%的干燥環境中，用鑷子把正極放入CR1220電池正極殼上面，滴入0.22glM LiFP6 EC/DMC (50%/50%wt)電解液，再放上隔膜片，然后放上負極片，最后把CR1220電池負極殼扣上，拿到封口機上進行封口。把封口的電池在充電儀上1.8mA充電到3.5V，轉為3.5V恒壓充電，累計充電時間為12小時，停止。對該電池1.8mA恒流放電到2.0V，放電時間為10.5小時。
[0008]實施例2
將電池級磷酸亞鐵鋰粉末96g和鱗片石墨粉2g、導電炭黑lg、2g50%聚四氟乙烯乳液放入研缽，研磨攪拌均勻，然后放入110°C鼓風烘箱中，烘干2小時，取0.25g混合物，放在壓片機上壓成Φ8.8mm厚度為0.97mm圓片，再放入120°C，_0.1MPa真空烘箱中，烘干3小時，降溫，作為正極片待用。取14.4g 300目鋁粉與0.74g200目鎳粉放入研缽中混合，研磨均勻，取混合物0.152g在壓片機壓成Φ9.8mm厚度為0.64mm圓片，做負極片待用。取0.1mm厚度聚丙烯隔膜，沖成Φ 10.8mm圓片，作為隔膜片待用。把正極片、隔膜片、負極片、CR1220電池正極殼、CR1220電池負極殼,對應的封口模具放入相對濕度為1.5%的干燥環境中，用鑷子把正極放入CR1220電池正極殼上面，滴入0.22glM LiFP6 EC/DMC (50%/50%wt)電解液，再放上隔膜片，然后放上負極片，最后把CR1220電池負極殼扣上，拿到封口機上進行封口。把封口的電池在充電儀上1.8mA充電到3.5V，轉為3.5V恒壓充電，累計充電時間為12小時，停止。對該電池1.8mA恒流放電到2.0V，放電時間為10.5小時。
【主權項】
1.一種可充3V扣式鋰電池的制作方法，其特征在于:制備方法的步驟是: (1)把磷酸亞鐵鋰材料、鱗片石墨、炭黑、聚四氟乙烯乳液(濃度為50%)按照96:2:1:2混合均勻，110°C鼓風干燥2小時，再壓成硬幣狀圓片，120°C真空干燥3小時，備用； (2)把(I)中磷酸亞鐵鋰質量50%?60%的300目的鋁粉，與200目鎳粉按照質量比95:5比例混合，并混合均勻，再壓成圓片； (3)把0.1mm聚丙烯隔膜沖成圓片； (4)在相對濕度<2%的環境中，把(I)制備的圓片放入扣式電池的正極殼，上面放上(3)制備的隔膜圓片，再放上(2)制備的鋁圓片，加入(I)中磷酸亞鐵鋰質量45%的IM LiFP6在EC/DMC (50:50)電解液，再扣上扣式電池負極蓋，然后裝入標準扣式電池封口模具，在油壓機上3MPa壓力，壓緊，取出電池； (5)對(4)制備的電池進行0.1C充電到3.5V，再保持3.5V恒壓共計充電12小時，制成3V可充電扣式電池。
2.權利要求1所述的一種可充3V扣式鋰電池的制作方法，其特征在于:所述的每個步驟圓片的尺寸規格按照不同扣式電池型號來確定，(I)中圓片直徑比(2)中圓片直徑小Imm,比(3)中圓片直徑小2mm。
【專利摘要】本發明公開了一種以磷酸亞鐵鋰作正極、以鋁作為負極的可充3V扣式鋰電池的制作方法：磷酸亞鐵鋰、石墨、炭黑、聚四氟乙烯按比例混合均勻，干燥后壓成圓片作正極；磷酸亞鐵鋰質量50%～60%的鋁粉和鎳粉按照質量比95：5比例混合均勻壓成圓片作負極；加上0.1mm聚丙烯隔膜沖成圓片；在相對濕度≤2%的環境中，組裝成扣式電池，加入1MLiFP6在EC/DMC(50:50)電解液，3MPa壓力封口；對電池進行0.1C充電到3.5V，再保持3.5V恒壓共計充電12小時，制成3V可充電扣式電池。本發明的優點在于方法簡單，成本低，容量高、深度放電能力強、循環壽命長，適合大規模的工業化生產。
【IPC分類】H01M4-58, H01M4-38
【公開號】CN104701508
【申請號】CN201310643010
【發明人】郝德利
【申請人】天津赫維科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月5日