一種高負(fù)載鋰錳電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高負(fù)載鋰錳電池及其制備方法，它包括正極和負(fù)極，其特征在于：所述正極原料的重量百分?jǐn)?shù)為：二氧化錳為60-65%，導(dǎo)電炭黑為3-5%，異丙醇為2-4%，聚四氟乳液為4-8%，余量為去離子水。該鋰錳電池能提高低溫下的恒流放電容量，也能提高大電流下恒流放電的容量，同時(shí)不影響電池其它性能。
【專利說明】一種高負(fù)載鋰錳電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰錳電池領(lǐng)域，具體是指一種高負(fù)載鋰錳電池，本發(fā)明還涉及這種高負(fù)載鋰錳電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一次性鋰錳電池是鋰電池類的代表產(chǎn)品，最早研發(fā)并商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于智能儀表、報(bào)警器、電路板供電，甚至在軍用品領(lǐng)域，如通訊電臺(tái)、點(diǎn)火控制器等也會(huì)使用。
[0003]在這些使用領(lǐng)域中，部分對(duì)電池的負(fù)載能力有很高的要求，例如在我國北方地區(qū)使用的智能儀表，由于很長(zhǎng)時(shí)間在10°c甚至以下使用，而一旦低于10°C，電池的放電容量受到電極反應(yīng)活性的影響會(huì)逐漸下降。若電池的負(fù)載能力不夠，將會(huì)嚴(yán)重影響儀表的使用，甚至?xí)霈F(xiàn)儀表無法啟動(dòng)、開閥等現(xiàn)象。同時(shí)，軍品通訊電臺(tái)的發(fā)射和接收信號(hào)，需要電池提供高功率的脈沖，也對(duì)電池的負(fù)載能力提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。因而，如何改善鋰錳電池的負(fù)載能力，是整個(gè)行業(yè)亟需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種高負(fù)載鋰錳電池。該鋰錳電池能提高低溫下的恒流放電容量，也能提高大電流下恒流放電的容量，同時(shí)不影響電池其它性能。
[0005]本發(fā)明的第二目的是提供制備這種高負(fù)載鋰錳電池的方法。
[0006]本發(fā)明的第一目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種高負(fù)載鋰錳電池，它包括正極和負(fù)極，其特征在于:所述正極原料的重量百分?jǐn)?shù)為:二氧化錳為60-65%，導(dǎo)電炭黑為3-5%,異丙醇為2-4%,聚四氟乳液為4-8%,余量為去離子水。
[0007]所述去離子水的重量百分?jǐn)?shù)為20-25%。
[0008]所述二氧化錳純度為92%，聚四氟乳液固含量60%。
[0009]本發(fā)明的第二目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:制備這種高負(fù)載鋰錳電池的方法步驟包括:(1)將二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；(2)向高速混合制粒機(jī)中注入異丙醇和去離子水，液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；(3)攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電炭黑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；(4)導(dǎo)電炭黑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；(5)攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入4kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池。
[0010]本發(fā)明高負(fù)載鋰錳電池正極原料的配方中二氧化錳是正極活性物質(zhì)，含量多少?zèng)Q定了電池的容量大小，導(dǎo)電炭黑具有良好的固液界面導(dǎo)電性，能夠改善正極的吸液能力，本發(fā)明加大了導(dǎo)電炭黑比重，聚四氟乳液是粘合劑，使正極粉料更易壓膜成型。[0011]本發(fā)明高負(fù)載鋰錳電池的制備工藝采用單一組分逐次添加攪拌的方法，避免了多種物料混合攪拌造成的不均勻現(xiàn)象，同時(shí)單一組分的攪拌更有利于各組分、尤其是導(dǎo)電劑的分散。
[0012]本配方及制備工藝相對(duì)于傳統(tǒng)的正極工藝有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、增大固液相導(dǎo)電劑的比重，電池內(nèi)部異相之間的電流傳導(dǎo)效果更佳，因而電池的負(fù)載能力更好；
[0014]2、單一組分逐次添加攪拌，使組分的分散效果更好，正極活性物質(zhì)能最大限度的參與反應(yīng)； [0015]3、相比于傳統(tǒng)工藝，本配方減少了石墨導(dǎo)電劑，相比成本會(huì)降低，同時(shí)材料種類減少后，風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)正極制備工藝流程圖；
[0017]圖2為本發(fā)明制備工藝流程圖；
[0018]圖3為圖1和圖2所示兩種不同制備工藝制得CR17335電池的23°C常溫1000mA恒流放電對(duì)比圖；
[0019]圖4為圖1和圖2所示兩種不同制備工藝制得CR17335電池的_20°C低溫IOOmA恒流放電對(duì)比圖。
[0020]其中:1.圖1所示制備工藝制得的CR17335電池放電曲線；2.[0021]圖2所示制備工藝制得的CR17335電池放電曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明:
[0023]本發(fā)明一種高負(fù)載鋰錳電池，它包括正極和負(fù)極，其特征在于:所述正極原料的重量百分?jǐn)?shù)為:二氧化錳為60-65%，導(dǎo)電炭黑為3-5%，異丙醇為2-4%，聚四氟乳液為4_8%，余量為去尚子水。所述去尚子水的重量百分?jǐn)?shù)為20-25%。所述二氧化猛純度為92%,聚四氟乳液固含量60%。
[0024]本發(fā)明制備這種高負(fù)載鋰錳電池的方法步驟包括:(I)將二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；(2)向高速混合制粒機(jī)中注入異丙醇和去離子水，液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；(3)攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電炭黑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；(4)導(dǎo)電炭黑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；
(5)攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入4kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖2所示，制備高負(fù)載鋰錳電池的工藝方法如下:
[0027]1、稱取40kg電解二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；所述二氧化錳純度為92% ；[0028]2、向高速混合制粒機(jī)中注入2kg異丙醇和15kg去離子水,液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；
[0029]3、攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入2.7kg導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電劑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；
[0030]4、導(dǎo)電劑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；
[0031]5、攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入3.4kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池I ;所述聚四氟乳液固含量60%。
[0032]實(shí)施例2
[0033]制備高負(fù)載鋰錳電池的工藝方法如下:
[0034]1、稱取60kg電解二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；所述二氧化錳純度為92% ；
[0035]2、向高速混合制粒機(jī)中注入4kg異丙醇和25kg去離子水,液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；
[0036]3、攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入5kg導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電劑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；
[0037]4、導(dǎo)電劑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；
[0038]5、攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入6kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池2 ;所述聚四氟乳液固含量60%。
[0039]實(shí)施例3
[0040]制備高負(fù)載鋰錳電池的工藝方法如下:
[0041]1、稱取65kg電解二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；所述二氧化錳純度為92% ；
[0042]2、向高速混合制粒機(jī)中注入4kg異丙醇和20kg去離子水，液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；
[0043]3、攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入3kg導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電劑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；
[0044]4、導(dǎo)電劑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；
[0045]5、攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入8kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池3 ;所述聚四氟乳液固含量60%。
[0046]實(shí)施例4
[0047]制備高負(fù)載鋰錳電池的工藝方法如下:
[0048]1、稱取65kg電解二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；所述二氧化錳純度為92% ；[0049]2、向高速混合制粒機(jī)中注入2kg異丙醇和25kg去離子水,液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；
[0050]3、攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入4kg導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電劑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；
[0051]4、導(dǎo)電劑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；
[0052]5、攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入4kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池4 ;所述聚四氟乳液固含量60%。
[0053]如圖3、4所示用實(shí)施例1的工藝生產(chǎn)的正極片制成鋰錳CR17335電池1，其常溫IOOOmA恒流放電容量由750mAh左右提升至IOOOmAh左右，相比提升33%，其低溫_20°C恒流IOOmA放電容量由450mAh左右提升至750mAh左右，相比提升67%，且試驗(yàn)電池的工作電壓平臺(tái)均有提升。本發(fā)明工藝具有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0054]其它未說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種高負(fù)載鋰錳電池，它包括正極和負(fù)極，其特征在于:所述正極原料的重量百分?jǐn)?shù)為:二氧化猛為60-65%,導(dǎo)電炭黑為3-5%,異丙醇為2-4%,聚四氟乳液為4-8%,余量為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高負(fù)載鋰錳電池，其特征在于:所述去離子水的重量百分?jǐn)?shù)為20-25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高負(fù)載鋰錳電池，其特征在于:所述二氧化錳純度為92%，聚四氟乳液固含量60%。
4.一種制備權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述高負(fù)載鋰錳電池的方法，其步驟包括:(1)將二氧化錳粉于380±5°C的高溫烘箱中烘烤12h后冷卻備用；(2)向高速混合制粒機(jī)中注入異丙醇和去離子水，液料加完后，開低速檔攪拌30s以上；(3)攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電炭黑加完后，先維持低速檔攪拌30s，然后將攪拌速度變換至高速檔，攪拌3min以上；(4)導(dǎo)電炭黑攪拌停止后，向制粒機(jī)中加入已備好的電解二氧化錳粉，攪拌速度仍為高速，攪拌5min以上；(5)攪拌完成后，開蓋清理制粒機(jī)頂蓋及四壁附著的粉料，然后加入4kg聚四氟乳液，關(guān)蓋，攪拌速度維持高速，攪拌時(shí)間1.5min得到正極粉料，最后利用上述正極粉料制備得到所述高負(fù)載鋰錳電池。
【文檔編號(hào)】H01M4/06GK103682246SQ201310681444
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】夏青, 周敬 申請(qǐng)人:武漢昊誠能源科技有限公司