一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰扣式電池技術領域，具體涉及一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池。
【背景技術】
[0002]鋰扣式電池在放電過程中，陽極極發生反應:L1- e — Li+，生成的鋰離子通過電解液最終進入陰極內部，而鋰離子在液相中的迀移速率遠遠高于在固相內的迀移速率，因此引起濃差極化現象，使電池極化嚴重，從而使電池大電流放電性能降低，即放電功率降低。同時，鋰扣式電池在放電過程中，陰極會逐漸膨脹，并不斷吸收電解液，如果電池內有效電解液量貯存量不足，就會阻斷鋰離子迀移通道，從而使電池放電容量降低。
[0003]現有技術中，一方面因上述濃差極化現象的存在，電池放電功率普遍較低，另一方面扣式電池的電極與隔膜的接觸面大都為平面，而在電池封口排氣時，電池的軸向壓力會擠壓隔膜，使隔膜中的電解液隨排出的氣體被大量擠出去，導致電池的電解液保有量不足，從而使電池放電容量大幅度降低。
【發明內容】
[0004]本實用新型提出了一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池，一方面能減小濃差極化的影響，從而提尚電池放電功率；另一方面能提尚電池電解液的有效It存量，從而提高電池放電容量。
[0005]為達到上述技術目的，本實用新型的技術方案提供一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池，包括負極蓋、正極蓋，及設于負極蓋、正極蓋之間形成的密封空間內的陰極和陽極，設于陰極和陽極之間的隔膜，所述陰極和/或陽極上相對隔膜一側的端面上設有電解液池，所述陰極、陽極和隔膜與密封空間之間形成有空隙，所述電解液池和所述空隙內均填充有電解液；其中，所述電解液池底部端面為曲面結構。
[0006]優選的，所述電解液池底部端面為波浪紋面或同心圓。
[0007]優選的，所述電解液池的深度小于或等于隔膜的厚度。
[0008]優選的，所述電解液池的深度為隔膜厚度的15%_100%。
[0009]優選的，所述電解液池的內徑小于所述陰極的外徑。
[0010]優選的，所述電解液池的內徑為陰極的外徑的50%~80%。
[0011]本實用新型與現有技術相比，通過在電極固液界面上設置一底部端面為曲面結構的電解液池，使陰極和/或陽極與隔膜的接觸面形成了一個有效的儲存電解液的空間，一方面避免隔膜中的電解液在電池封口時因承受壓力，排氣時隨排出的氣體被大量擠出去；另一方面電解液池內可更多儲存電解液，從而最大化的增加了電解液的有效貯存量，提高了離子迀移速率，減小了電池在放電時濃差極化的影響；同時電解液池底部端面為曲面結構，從而增加了電極的反應面積，減小了電流密度，減少了電化學極化，增大了反應速率，從而使電池放電容量及放電功率得到顯著的提高。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的扣式電池第一種實施方式的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的扣式電池第二種實施方式的結構示意圖；
[0014]圖3是本實用新型的扣式電池第三種實施方式的結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型的扣式電池第一種實施方式與普通扣式電池的恒阻放電容量對比曲線圖；
[0016]圖5是本實用新型的扣式電池第一種實施方式與普通扣式電池的恒阻放電容量對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例及附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]如圖1~3所示，本實用新型的實施例提供一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池，包括負極蓋1、正極蓋2，及設于負極蓋1、正極蓋2之間形成的密封空間內的陰極5和陽極3，設于陰極5和陽極3之間的隔膜4，所述陰極5和/或陽極3上相對隔膜4 一側的端面上設有電解液池7，所述陰極5、陽極3和隔膜4與密封空間之間形成有空隙，所述電解液池7和所述空隙內均填充有電解液6 ;其中，所述電解液池7底部端面為曲面結構。
[0019]本實施例通過在電極固液界面上設置一底部端面為曲面結構的電解液池7，使陰極5和/或陽極3與隔膜4的接觸面形成了一個有效的儲存電解液6的空間，一方面避免隔膜4中的電解液6在電池封口時因承受壓力，排氣時隨排出的氣體被大量擠出去；另一方面電解液池7內可更多儲存電解液6，從而最大化的增加了電解液6的有效貯存量，提高了離子迀移速率，減小了電池在放電時濃差極化的影響；同時電解液池7底部端面為曲面結構，從而增加了電極的反應面積，減小了電流密度，減少了電化學極化，增大了反應速率，從而使電池放電容量及放電功率得到顯著的提高。其中，為了提高陰極5的集流效果，本實施例的陰極5包括陰極粉片52和集流體51，其采用常規方式設置，即將集流體51設置于陰極粉片52與正極蓋2之間。
[0020]本實施例可根據需要選擇在陰極5和/或陽極3上設置電解液池7，具體為三種實施方式，分別為:如圖1所示，第一種為僅在陰極5上設置電解液池7 ;如圖2所示，第二種為僅僅在陽極3上設置電解液池7 ;如圖3所示，第三種為在陰極5和陽極3上均設置電解液池7。
[0021]在具體設置時，本實施例的電解液池7底部端面優選為波浪紋面或同心圓，以便于增加陰極5和/或陽極3的反應面積。
[0022]本實施例的電解液池7在設置時，一般電解液池7的深度小于或等于隔膜4的厚度，本實施例中電解液池7的深度指的是電解液池7在扣式電池軸向上的高度，電解液池7的深度不宜過大，以避免具有電解液池7的陰極5和/或陽極3相對隔膜4 一側環狀承壓面因承受壓力過大而導致爛片，本實施例的電解液池7的深度一般為隔膜4厚度的15%-100%。
[0023]而且，電解液池7的深度和內徑需配合設置，即當深度相對較大時，其內徑則相對較小，而深度相對較小時，其內徑則相對較大，以保障上述環狀承壓面具有一定的承壓能力，避免因環狀承壓面的承壓力不夠而提高了爛片率。故本實施例的電解液池7的內徑小于所述陰極5的外徑，且一般電解液池7的內徑設置為陰極5的外徑的50°/『80%。
[0024]更優的，可將電解液池7的深度設置為隔膜4厚度的100%，而將其內徑設置為陰極5外徑的50%，或電解液池7的深度設置為隔膜4厚度的15%，而將其內徑設置為陰極5外徑的80%。也可選擇上述數值之間的中間值進行合理配合。
[0025]本實用新型為了更好的說明上述電解液池7的實際效果，實施例通過型號為CR2450的扣式電池進行試驗，如圖1、圖4、圖5所示，本實施例具體采用第一種實施方式的扣式電池，即采用在陰極5上設置電解液池7與普通的未設置電解液池的扣式電池進行對比。
[0026]具體的，本實施例選用型號為CR2450扣式電池，其負極蓋1和正極蓋2均為鋼材質，鋼型號為SUS430，陽極3為鋰金屬，陰極5為帶集流體51的二氧化錳，集流體51材質為型號SUS430的鋼材質，隔膜4是厚度為0.35mm的玻璃纖維。其中，設計有電解液池7的扣式電池的電解液池7內徑為15.7mm,電解液池7深度為0.35mm,電解液池7底部端面設計為波浪形的曲面結構。
[0027]本實施例設計的CR2450電池在陰極質量一致的情況下，相對未設計電解液池7的電池對比放電發現:如圖4所示，電池的標準電阻放電容量提高約20%，即恒阻放電容量提高了約20% ;如圖5所示，電池大功率放電容量提高約56%，即恒流放電容量提高了約56%。
[0028]其中，上述標準電阻放電條件:參考GB/T 8897.1-2008，即在溫度20±2°C和相對濕度45%~75%下，負載7.5K Ω連續放電至2.0V終止。
[0029]大功率放電條件:在溫度20±2°C和相對濕度45%~75%下，恒流5mA連續放電，放電至2.0V終止。
[0030]以上施例中，電解液池7是設置在陰極粉片52上。該電解液池7也可單獨設于固態陽極3上，也可同時設于陰極粉片52和固態陽極3上。在此不再贅述。
[0031]以上所述本實用新型的【具體實施方式】和舉例例證，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何根據本實用新型的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池，包括負極蓋、正極蓋，及設于負極蓋、正極蓋之間形成的密封空間內的陰極和陽極，設于陰極和陽極之間的隔膜，其特征在于，所述陰極和/或陽極上相對隔膜一側的端面上設有電解液池，所述陰極、陽極和隔膜與密封空間之間形成有空隙，所述電解液池和所述空隙內均填充有電解液；其中，所述電解液池底部端面為曲面結構。2.根據權利要求1所述的扣式電池，其特征在于，所述電解液池底部端面為波浪紋面或同心圓。3.根據權利要求1~2任一所述的扣式電池，其特征在于，所述電解液池的深度小于或等于隔膜的厚度。4.根據權利要求3所述的扣式電池，其特征在于，所述電解液池的深度為隔膜厚度的15%-100%ο5.根據權利要求1~2任一所述的扣式電池，其特征在于，所述電解液池的內徑小于所述陰極的外徑。6.根據權利要求5所述的扣式電池，其特征在于，所述電解液池的內徑為陰極的外徑的 50%~80%。
【專利摘要】本實用新型公開了一種在電極固液界面上設置電解液池的扣式電池，包括負極蓋、正極蓋、陰極、陽極、隔膜，陰極和/或陽極上設有電解液池，且電解液池底部端面為曲面結構。本實用新型在電極固液界面上設置底部端面為曲面結構的電解液池，使陰極和/或陽極與隔膜的接觸面形成了儲存電解液的空間，一方面避免隔膜中的電解液在電池封口時因承受壓力隨排出的氣體被大量擠出去；另一方面電解液池內可儲存電解液，最大化的增加了電解液的有效貯存量，提高了離子遷移速率，減小了電池在放電時濃差極化的影響；電解液池底部端面為曲面結構，增加了電極的反應面積，減小了電流密度，減少了電化學極化，增大了反應速率，使電池放電容量及放電功率得到顯著的提高。
【IPC分類】H01M6/14
【公開號】CN205104563
【申請號】CN201520882458
【發明人】王建, 喻忠元, 官守敏, 張 林, 陶利佳, 吳迎春
【申請人】宜昌力佳科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月9日