[发明专利]可充扣式锂锰电池负极的制作方法

说明书

本发明公开了一种可充扣式锂锰电池负极的制作方法，属于锂电池技术领域。它包括如下步骤：1)铝板预处理；2)在露点为‑40℃以下的手套箱或干燥房中，按照隔离膜、处理过的铝板、锂片及隔离膜的顺序贴合在一起，并浸润在电解液中，300kgf～1000kgf的作用力下融合16～24h，撕除隔离膜，得到一面呈深灰色，另一面为银白色的锂铝合金片；3)对锂铝合金片冲压处理，得直径为15.0mm～16.5mm的负极圆片。由该负极材料制得的锂锰扣式电池CR2032在2mA电流下循环160次，容量保持率在80％以上。

技术领域

本发明涉及一种锂电池负极材料，属于锂电池技术领域，具体地涉及一种可充扣式锂锰电池负极的制作方法。

背景技术

电子技术的发展要求电子元器件小型化。在移动电话、GPS(个球定位系统)导航仪、计算机上广泛使用的一次锂电池越来越不能满足市场要求，因为需要定期更换，增加了设备的维护成本，也增加了产品的体积。例如个人计算机主板用的一次锂二氧化锰电池，一般使用5～6年寿命终止，耗电高时1～2年电能就会耗尽。大量的一次锂电池的消耗还会带来环境污染问题。近来日本的三洋电子公司、日本精工公司相继开发出了3V二次锂电池，已经在于机、GPS导航仪上广泛的使用，可以和设备同寿命，不需要维护和更换，方便了用户，也降低了使用成本。

二次锂电池的负极多用锂铝合金材料。锂铝合金材料的制备方法有粉末冶金法、电化学共沉积法和熔炼法等几种方法。

粉末冶金法是将锂粉和铝粉混个在一起，在一定的温度下进行熔炼，但是熔炼过程中容易发生氧化，而导致合金的成分变化，锂的消耗量大增加，对坏境危害大且操作不安全。

电化学共沉积法是用电化学的方法把锂和铝沉积到阴极上从而得到需要比例的合金。由于铝、锂的沉积电位差很大，很难控制锂铝合金的比例，该方法设备投资大，操作过于复杂，安全性差。

熔炼法是将金属锂放在熔炼炉中加热使锂熔化，在加入金属铝熔融在锂中形成合金。由于金属锂和铝的密度差别大，熔点差别超过500℃，因此合金的合成取决于两种材料的界面扩散速度。这种方法合成的锂铝合金组份很难均匀。

美国专利文献US3957532公开了一种锂铝合金的制备方法，该方法使用接近锂铝合金的熔点熔化金属锂，然后逐渐加入金属铝，这样随着金属铝的不断增加，逐渐提高温度，保持混合物液相状态，当达到需要的合金比例时，将液体急速冷却，形成固体并破碎。这种方法可以得到比较均匀的合金相。

中国发明专利申请(公开号：CN87100735，公开日：1987-02-18)公开了用热共轧工艺为含锂铝合金覆层的方法，具体的是将芯材合金于450℃至550℃之间，在空气中加热一段时间，进行控制性氧化，使得因表面损失锂所影响的深度在50至700微米之间。继而用机械或化学方法除去此芯材上的表面氧化物，使此合金材料的损耗小于30微米。然后对此芯一皮组合件在重热温度低于500℃、重热时间短于24小时的条件下进行共热轧，结果使此芯材与表面覆层完美粘合。

中国发明专利申请(公开号：CN102127660A，公开日：2011-07-20)公开了二次锂电池用锂铝合金及其制造方法，其中，锂含量为11％～20％，铝含量从80％～89％。在相对湿度低于2％的干燥空气中将一定比例的需要量的金属锂颗粒和铝颗粒放入陶瓷球磨罐，加入一定数量的刚玉球，充入惰性气体氩气，然后进行球磨30分钟到10小时，然后取出混合物，挑出刚玉球，将混合粉料填入模具，在油压机上压成需要厚度和直径的饼状物，饼状物的厚度和直径根据二次锂电池负极需要的尺寸来确定，饼状物放入二次锂电池用的有机电解液中，静置20～56小时，然后取出，用碳酸丙烯酯或碳酸二甲酯清洗干净得到锂铝合金。本发明工艺简单，易于操作和控制，能耗小，合成的锂铝合金适合作为二次锂电池负极，可以提高电池放电性能和循环寿命。