[发明专利]一种宽温高性能一次锂锰电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种宽温高性能一次锂锰电池及其制备方法，应用于‑50℃到75℃的温度环境，正极片和负极片分别为二氧化锰正极片、锂碳复合负极片，正极片的正反两面均设有正极片预留极耳，负极片的正反两面均设有负极片预留极耳，本发明通过对优选材料和优选工艺技术的应用，充分说明了其有益效果，不仅有效提升了锂锰电池的放电电压平台、放电电流倍率，还满足了超低温和高温环境中的有效应用，同时有效避免了其在传统工艺的负极制备过程中因使用金属锂带而存在的安全风险，非常适合功耗型电子数码、特种勘探、启动电源和军事设备电源等领域的应用。

技术领域：

本发明涉及一种一次锂电池技术领域，尤其是一种宽温高性能一次锂锰电池及其制备方法。

背景技术：

一次锂锰电池因其电压平台稳、贮存时间长、使用温度范围宽等优点，使其在市场上的应用范围越来越广泛。目前市面上一次锂锰电池使用的温度宽度范围是-20℃到60℃，难以满足耗型电子数码、特种勘探、启动电源和军事设备电源等领域的应用需要。

增加一次锂锰电池的宽温使用范围关键在于提高一次锂锰电池的放电性能，一次锂锰电池放电性能的影响因素主要在于以下几个方面：1、现有技术在制备正极片时，大多选择将膏状的电解二氧化锰挤在集流体上形成正极涂层，正极涂层在集流体上相对蓬松，密实度较低，而且二氧化锰颗粒和集流体的接触面小，内阻增加，影响一次锂锰电池的放电特性；2、传统的金属锂带作为锂锰电池的负极材料，一方面，金属锂带的材料属性偏软，金属锂带在作为负极片加工时，容易受到外界的作用力出现褶皱或者断裂的现象；另一方面，金属锂带的化学性质较为活泼，金属锂带在作为负极片加工时，容易和制备环境中的水分产生化学反应，导致负极片的电化学性能降低；3、现有技术中的电解液温度应用范围比较狭窄，在超低温环境下，电解液和一次锂锰电池的匹配性低，导致电解液在电池内部的流动性差，降低了电解液中LI+迁移的灵活性；在高温环境下，电解液容易挥发，在电池的内部容易出现干区；4、现有技术中，正极片和负极片在和外部的集流体进行连接时，大多采用外部极耳焊接的方式，电池的内阻相对较高；5、现有技术中，在一次锂锰电池的制造过程中，对电池内部的水分控制不足，容易导致一次锂锰电池的内部因水分的存在而引起电解液的分解和一系列的不良反应，导致电池内部遭到破坏，影响一次锂锰电池在宽温环境下的使用品质。

发明内容：

本发明的目的提供了一种宽温高性能一次锂锰电池及其制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种宽温高性能的一次锂锰电池，应用于-50℃到75℃的温度环境，锂锰电池包括正极片、负极片、陶瓷隔膜、电解液以及电池壳，正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜依次重复层叠后形成为干电芯，锂锰电池由干电芯放入电池壳并经过注入电解液、老化、封口、老化制成，其创新点在于：正极片和负极片分别为二氧化锰正极片、锂碳复合负极片，正极片的正反两面均设有正极片预留极耳，负极片的正反两面均设有负极片预留极耳。

干电芯包括正极全极耳和负极全极耳，若干正极片层叠时，正极片预留极耳之间相互对齐且形成为多重正极片极耳，多重正极片极耳和平面金属薄片集流体焊接形成为正极全极耳，若干负极片层叠时，负极片预留极耳之间相互对齐且形成为多重负极片极耳，多重负极片极耳和平面金属薄片集流体焊接形成为负极全极耳。

陶瓷隔膜为耐150～160℃高温的纳米氧化铝复合隔膜。

电解液由浓度为0.7～2mol的锂盐、低粘度兼低熔点的有机溶剂、以及高沸点兼低蒸气压的有机溶剂组合混合制成，有机溶剂为碳酸脂或羧酸脂。

电池壳的两端分别设有壳体正极集流体、壳体负极集流体，锂锰电池由干电芯放入电池壳，且使得正极全极耳、负极全极耳分别连接壳体正极集流体、壳体负极集流体，并经过注入电解液、化成、封口、分容制成。

进一步的，上述锂盐为: 高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂。