[发明专利]一种耐高温扣式锂锰电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂锰电池技术领域，特别是一种耐高温扣式锂锰电池。

背景技术

锂锰电池作为电池中的一种，因其体积小、电容量大而应用在很多领域。尤其是扣式锂锰电池具有体积小、内阻低、放电电压稳定、使用寿命长的优点。目前市场上的锂锰扣式电池，由负极盖、锂片、隔膜、正极片、电解液、绝缘密封圈及正极盖组成，正极盖与负极盖通过压配方式形成一体。刚生产出来的新电池，其正极片周边与绝缘密封圈之间具有间隙腔以保存电解液，但随着电池的放电使用，作为电池负极的锂会逐渐消耗，厚度变薄，而正极片却逐渐膨胀占据电解液腔。到了放电中后期，膨胀后的正极片几乎占据了全部的电解液腔，这种情况将致使正负极之间距离拉开，发生严重的隔开现象，使电池内部几乎形成开路状态，电池电压因此会急剧下降，造成电池报废；尤其是在低温环境下，上述情况愈发明显；同时为了改善Li/MnO₂电池的放电特性和温度特性，合理选择有机电解质溶液是十分重要的。目前国内外普遍采用的方法是以高氯酸锂（LiClO₄）作电解质，以碳酸丙稀酯（PC）和乙二醇二甲醚（DME）的二元混合体系作溶剂。此外，也有用乙氧基甲氧苯乙烷（EME）取代DME以及用三氟甲基磺酸锂（LiCF₃SO₃）取代LiClO₄的。用上述方法制造的Li/MnO₂电池，其特点在于它具有较高的比能量（达250瓦时/公斤和500瓦时/升），较高的电性能稳定性和使用安全性。但是，它只适合在-20℃～+70℃温度范围内，以0.25mA/cm²电流密度长时间放电的场合使用，在高温环境下由于密封圈的熔点较低，高温时密封圈极易融化，造成电解液泄漏、电极变形，使得电池报废。

如何获得一种可以在高温环境下放电性能仍然优异的锂锰电池，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可适应高温环境、具有超宽的工作温度范围的扣式锂锰电池。

为解决上述技术问题，本发明提供的耐高温扣式锂锰电池，包括盘状正极盖、盘状负极盖、锂片、正极块和隔膜，所述正极块置于盘状正极盖内，所述隔膜包括环状侧壁和顶壁，所述顶壁置于正极块的上端面与所述锂片的下端面之间，以使所述正极块的上部被所述环状侧壁包围且两者之间留有间隙；所述盘状负极盖与盘状正极盖的装配结合部位设有密封圈，所述环状侧壁的外壁与所述密封圈密封配合，所述正极块的下部与所述密封圈之间留有空隙；电解液置于所述正极块与密封圈之间的间隙、所述环状侧壁与正极块之间的间隙内，以使所述电解液与所述正极块相接触，实现电解放电；所述密封圈为橡胶改性聚丙烯耐高温密封圈，该橡胶改性聚丙烯耐高温密封圈包括聚丙烯、三元乙丙橡胶、碳酸钙、添加剂、抗氧化剂；加入的碳酸钙可有效提高密封圈的熔点，避免适用过程中因温度过高密封圈融化造成电池失效。

进一步，所述橡胶改性聚丙烯耐高温密封圈中各组分的质量百分比为：聚丙烯60%~68%，三元乙丙橡胶10%~18%，碳酸钙20%~28%，添加剂1%~5%，抗氧化剂0.2%~0.3%；该配方制作的密封圈的热变形温度提高到125℃以上。

进一步，所述电解液为LiCF3SO3的混合溶剂溶液；混合溶剂溶液由LiCF3SO3、碳酸丙烯脂(PC)、碳酸二乙脂 (DEC)与碳酸甲乙脂 (EMC)组成，其质量配比为LiCF3SO3:PC:DEC:EMC=（8~12）:（30~40）:（25~30）:（20~30）；EMC、DEC、PC具有较高的熔沸点，三者混合后可以将混合有机电解液在密闭扣式电池中的沸点提高到125℃以上，以适应高温环境。

发明的技术效果：（1）本发明的耐高温扣式锂锰电池，相对于现有技术，在温度超过100℃时，仍有很好的稳定性，而已有Li/MnO₂电池仅能在70℃以下工作；（2）EMC、DEC、PC具有较高的熔沸点，三者混合后可以将混合有机电解液在密闭扣式电池中的沸点提高到125℃；（3）密封圈为橡胶改性聚丙烯耐高温密封圈，与隔膜的环状侧壁密封配合，可以有效防止高温条件下电解液泄漏。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明耐高温扣式锂锰电池的剖面结构示意图；

图2是本发明耐高温扣式锂锰电池的常温放电曲线图；

图3是本发明各温度条件下的放电曲线图；