本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種試驗(yàn)用的鋰離子扣式全電池及其制作方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池自1991年商業(yè)化至今，已經(jīng)在各個領(lǐng)域中廣泛使用。經(jīng)過20多年的發(fā)展，鋰離子電池各方面的性能都有了明顯的提升和改善，包括能量密度、循環(huán)壽命和安全性能等，這需要?dú)w功于學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對鋰離子電池體系進(jìn)行了廣泛深入的理論研究，例如新型正負(fù)極材料的開發(fā)，各種功能性添加劑的制備優(yōu)化，新型鋰鹽的研制以及電解液/電極界面的研究等。

電化學(xué)方法是鋰離子電池材料研究和性能分析研究的重要手段，例如，恒流充放電，恒電位間歇滴定、恒電流間歇滴定、循環(huán)伏安和交流阻抗等。常用的扣式電池使用金屬鋰片作為對電極，相對簡單，影響因素小，用于對單一材料進(jìn)行分析評價(jià)更直接方便。

但是對于不同正負(fù)極之間的搭配、相互影響等因素?zé)o法進(jìn)行評價(jià)，而制作圓柱電池、方型電池、聚合物電池等鋰離子電池制作周期長，影響因素多，測試成本高。因此，引入鋰離子扣式全電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室材料評價(jià)成為解決上述矛盾的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠有效的進(jìn)行鋰離子電池的材料之間相互影響的測試評價(jià)，而且簡單、方便、快捷。

實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)用的鋰離子扣式全電池的制作方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)正、負(fù)極片制作：正極材料和負(fù)極材料按照面密度要求分別制作成正、負(fù)極片；

2)組裝電池：在溫度環(huán)境為0～40℃，濕度為露點(diǎn)小于等于-40℃的條件下，將正極殼、負(fù)極片、隔膜加電解液、正極片、負(fù)極殼按照順序依次組裝好，電池組裝時(shí)加入支撐體保持正負(fù)極片接觸緊密；

3)封口：放入封口機(jī)中進(jìn)行封口，即得鋰離子扣式全電池樣品；

4)靜置得成品：將封口的鋰離子扣式全電池樣品靜置一定時(shí)間，然后得試驗(yàn)用的鋰離子扣式全電池成品用于進(jìn)行測試；

所述的隔膜加電解液，是將電解液加在隔膜上，或?qū)㈦娊庖杭釉谡?fù)極極片上，或者將電解液同時(shí)加在隔膜和正負(fù)極極片上。

所述步驟1)中負(fù)極材料為石墨、軟碳、硬碳、無定形炭、鈦酸鋰、硅碳合金、錫碳合金中的一種或多種粉末材料；所述步驟1)中正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰中的一種或多種粉末材料。

所述步驟1)中負(fù)極極片容量是正極極片容量的1～2倍。

所述步驟1)中負(fù)極極片容量是正極極片容量的1～1.5倍。

所述步驟1)中負(fù)極極片容量是正極極片容量的1～1.2倍。

所述的支撐體為彈片，所述的彈片放在正極極片和正極殼之間，或者彈片放在負(fù)極極片和負(fù)極殼之間。

所述步驟2)中負(fù)極極片的尺寸大于或等于正積極片的尺寸，且組裝時(shí)正極極片與負(fù)極極片對齊，保證正極極片都與負(fù)極極片對應(yīng)；

所述步驟2)中隔膜的尺寸大于負(fù)極極片的尺寸且小于正極殼的尺寸，保證隔膜完全阻隔正、負(fù)極極片。

所述步驟4)中的靜置時(shí)間為0.2小時(shí)-10天。

所述步驟4)中的靜置時(shí)間為2小時(shí)-48小時(shí)。

一種所述制備方法制得的鋰離子扣式全電池。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備的鋰離子扣式全電池一致性好，電池測試結(jié)果準(zhǔn)確性高；使用本發(fā)明電池組裝快捷，方便，制備方法簡單易行，適用于實(shí)驗(yàn)室評價(jià)，非常適合于電化學(xué)方法對材料性能進(jìn)行評價(jià)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例3制作的鋰離子扣式全電池的EIS圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例4制作的鋰離子扣式全電池的恒電流間歇滴定圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明所用工具、試劑、設(shè)備均為市售可得。

實(shí)施例1

組裝一款鈷酸鋰-天然石墨扣式全電池：

1)正、負(fù)極片制作：將鈷酸鋰加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制程漿料，并將該漿料均勻涂布在鋁箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑16mm的正極小圓片；將天然石墨加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制程漿料，并將該漿料均勻涂布在銅箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑19mm的負(fù)極小圓片；用面密度計(jì)算的正極負(fù)極容量比為1.05；

2)組裝電池：在溫度30度，露點(diǎn)-40度的情況下，將彈片放入負(fù)極殼中，上面放上負(fù)極極片，負(fù)極極片上面放上直徑22mm的隔膜，在隔膜上滴上3滴電解液，隔膜上面放上正極極片，最后放上正極殼；電池組裝時(shí)還可加入支撐體保持正負(fù)極片接觸緊密，這種加入支撐體進(jìn)行電池組裝的方法，可參見專利2015107805330一種鋰離子扣電的制作方法；

3)封口：組裝完成后放入封口機(jī)中進(jìn)行封口，得CR2430的扣式電池樣品；按照上述步驟重復(fù)組裝3顆扣式電池，分別是扣式電池1、扣式電池2、扣式電池3；

4)對制作好的扣式電池靜置24h，然后進(jìn)行恒流充放電測試，電流密度0.5mA/cm2，測試結(jié)果見表1，鈷酸鋰的放電容量平均為：140.5mAh/g，首次效率平均為：95.5％，電池?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性都較好。

實(shí)施例2

組裝一款錳酸鋰-人造石墨扣式全電池：

1)正、負(fù)極片制作：將錳酸鋰加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制程漿料，并將該漿料均勻涂布在鋁箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑16mm的正極小圓片；將人造石墨加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制程漿料，并將該漿料均勻涂布在銅箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑19mm的負(fù)極小圓片；用面密度計(jì)算的正極負(fù)極容量比為1.1；

2)組裝電池：在溫度20度，露點(diǎn)-40度的情況下，將彈片放入正極殼中，上面放上正極極片，滴上3滴電解液，正極極片上面放上直徑22mm的隔膜，在隔膜上滴上3滴電解液，隔膜上面放上負(fù)極極片，最后放上負(fù)極殼；當(dāng)然在電池組裝時(shí)可加入支撐體保持正負(fù)極片接觸緊密；

3)封口：組裝完成后進(jìn)行封口，放入封口機(jī)中進(jìn)行封口，得CR2430的扣式電池樣品，按照上述步驟重復(fù)組裝3顆扣式電池，分別是扣式電池4、扣式電池5、扣式電池6；

4)靜置得成品：對制作好的扣式電池靜置2h，然后進(jìn)行恒流充放電測試，電流密度0.5mA/cm2，測試結(jié)果見表1，錳酸鋰的放電容量平均為：121.2mAh/g，首次效率平均為：92.3％，電池?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性都較好。

表1：實(shí)施例1和實(shí)施例2中制備的扣式電池的充放電數(shù)據(jù)表

實(shí)施例3

組裝一款鎳鈷錳酸鋰-硅碳合金扣式全電池：

1)正、負(fù)極片制作：將鎳鈷錳酸鋰加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制成漿料，并將該漿料均勻涂布在鋁箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑16mm的正極小圓片；將硅碳合金材料加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制成漿料，并將該漿料均勻涂布在銅箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑19mm的負(fù)極小圓片；用面密度計(jì)算的正極負(fù)極容量比為1.15；

2)組裝電池：在溫度25度，露點(diǎn)-40度的情況下，將彈片放入負(fù)極殼中，上面放上負(fù)極極片，負(fù)極極片上面放上直徑22mm的隔膜，在隔膜上滴上3滴電解液，隔膜上面放上正極極片，最后放上正極殼；當(dāng)然在電池組裝時(shí)可加入支撐體保持正負(fù)極片接觸緊密；

3)封口：組裝完成后放入封口機(jī)中進(jìn)行封口，得CR2430的扣式電池樣品；按照上述步驟重復(fù)組裝3顆扣式電池，分別是實(shí)施例3-1、實(shí)施例3-2、實(shí)施例3-3。

4)對制作好的扣式電池靜置5天，然后進(jìn)行恒流充放電測試，然后做EIS測試，見圖1。

實(shí)施例4

組裝一款磷酸鐵鋰-硬碳扣式電池：

1)正、負(fù)極片制作：將磷酸鐵鋰加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制成漿料，并將該漿料均勻涂布在鋁箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑16mm的正極小圓片；將硬碳材料加入粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑制成漿料，并將該漿料均勻涂布在銅箔上，經(jīng)過輥壓后裁成直徑19mm的負(fù)極小圓片；用面密度計(jì)算的正極負(fù)極容量比為1.8；

2)組裝電池：在溫度25度，露點(diǎn)-40度的情況下，將彈片放入負(fù)極殼中，上面放上負(fù)極極片，負(fù)極極片上面放上直徑22mm的隔膜，在隔膜上滴上3滴電解液，隔膜上面放上正極極片，最后放上正極殼；當(dāng)然在電池組裝時(shí)可加入支撐體保持正負(fù)極片接觸緊密；

3)封口：放入封口機(jī)中進(jìn)行封口，即得CR2430的扣式電池樣品；

4)靜置得成品：對制作好的扣式電池靜置8天，然后進(jìn)行恒流充放電測試，然后做恒電流間歇滴定，見圖2。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。