鋰二氧化錳電池電極反應式_鋰二氧化錳電池制造工藝

2021-02-27 ryder

鋰二氧化錳電池電極反應式

鋰二氧化錳電池是一種典型的有機電解質鋰電池，該電池是由日本三洋電機公司于1975年發明并研制成功的，隨即被推向市場，該電池的內部電極結構可以設計并制作成碳包式、卷繞式、疊層式，電池外形可以設計并制作成硬幣形、圓柱形和方形，以滿足不同尺寸和電流用電器的使用要求。與其他鋰電池相比，其材料和制造成本相對要低，且安全性很好。所以，它也是當今世界使用最廣泛的商品鋰電池。

鋰二氧化錳電池采用金屬鋰為負極，適當熱解決的電解二氧化錳為正極以及由高氯酸鋰（或三氟甲基磺酸鋰）溶解于碳酸丙烯酯/乙二醇二甲醚等混合溶劑組成的電解質。其放電機理與一般電池的氧化還原機理有所不同，正極反應是一種典型的嵌入式反應。電池的化學反應式如下：

如上述反應式所示，電池放電時鋰負極發生氧化反應，形成鋰離子溶解于電解質溶液內，并遷移至二氧化錳正極，嵌入到二氧化錳晶格中，并促使二氧化錳中的錳從四價還原至三價。

鋰二氧化錳電池制造工藝

現以全密封圓柱形卷繞式鋰二氧化錳電池為例，來說明這類電池的基本制造工藝，其制造工藝流程如下。

一、二氧化錳正極的制備

將熱解決過的電解二氧化錳粉與乙炔黑、聚四氟乙烯乳液、異丙醇按一定比例混合并攪拌成膏料，然后把膏料平均地涂在金屬集流網上進行熱解決并碾壓制成電極；還有一種辦法是將配制好的正極膏料加熱后置于金屬集流體的兩側經對輥機滾壓而制成電極。制備好的電極應放在空氣濕度小于2010的環境中。

二、金屬鋰負極的制備

依據不同電池型號選擇相應厚度和寬度的鋰帶，并將其裁成符合要求的長度，再將極耳冷焊在已裁好的鋰帶上。負極制備非得在相對濕度小于2%的環境中進行。

三、隔膜的制備

將符合厚度和寬度要求的聚丙烯隔膜干燥后放在濕度小于2%的環境中備用。通常選用在130~160℃時可以閉合的復合隔膜。

四、電池芯體的制備

在濕度小于2%的環境中將兩層比電極稍寬的隔膜包在二氧化錳正極的兩面，以把正極和鋰負極分開，然后再在卷繞機上將其卷繞成芯體后放人電池殼內。