技术领域
[0001] 本
发明涉及二次锂锰电池，具体涉及一种二次锂锰软包装电池及制备方法。
背景技术
[0002] 随着现代科技的发展，高
能量、体积小的一次扣式锂-二
氧化锰电池得到了广泛的应用，特别是在电脑
主板、手机、
笔记本电脑、
电子钟表及手持式终端扣式仪表仪器等。但是一次扣式电池容量有限，如需更换电池需找厂家售后，对于终端用户来说是件麻烦的事情，因此，二次锂锰电池得到了快速的发展，刚性的
外壳如
钢壳已得到了商业使用，但是外形尺寸不易灵活设计，大
电流输出性能差。
[0003] 传统的二次锂锰电池多采用纯锂片，但是纯锂片有一些缺点，即充电时锂的溶出和沉积会使负极表面凹凸不平，沉积下来的锂会有部分失去活性，产生的锂枝晶严重影响电池的充放电循环性能。
发明内容
[0004] 本发明的目的就是针对上述
缺陷，提供一种电池为方形、
循环寿命长及安全性能好的二次锂锰软包装电池及其制备方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种二次锂锰软包装电池，包括外壳、正极、负极、与正极相连的正极
耳、与负极相连的负极耳及将正极和负极隔开的隔膜，以及正极、负极与隔膜之间的
电解液；
[0007] 所述正极包括锂锰复合氧化物、导电剂及
粘合剂，其中，锂锰复合氧化物的通式为LiXMnO2，其中0.2≤X≤0.5，且锂锰复合氧化物、导电剂和粘合剂的
质量百分比为80～95%：2～11%：2～11%；
[0008] 所述电解液包括非
水有机溶剂和溶质，其中，溶质为含锂盐的化合物，非水
有机溶剂为
碳酸酯类或者碳酸酯类与醚类的混合溶液；
[0009] 电芯采用的是卷绕式结构，卷绕后的电芯为方形电芯。
[0010] 所述导电剂为碳黑、
乙炔黑、导电
石墨和碳
纳米管中的一种或两种以上；所述粘合剂为羧甲基
纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丁苯胶中的一种或两种以上。
[0011] 所述电解液的溶质是六氟
磷酸锂，且电解液的摩尔浓度为1mol/L；所述碳酸酯类为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或两种以上；所述醚类为四氢呋喃、1,2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷或缩二乙二醇二甲醚中的一种或两种以上。
[0012] 所述正极的集
流体为铝网，正极耳为带PP材质的铝转镍；所述负极为锂铝
合金，负极耳为带PP材质的镍。
[0013] 所述隔膜为聚乙烯、聚丙烯或者是聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜。
[0014] 还提供一种二次锂锰软包装电池的制备方法，包括以下步骤：
[0015] a、制备锂锰复合氧化物LiXMnO2，其中0.2≤X≤0.5；
[0016] 制备锂锰复合氧化物Li0.2～0.5MnO2的具体过程为：将LiNO3和电解二氧化锰加入到
球磨机中，混合均匀，然后置于
马弗炉中240～280℃
焙烧2～6h，320～370℃焙烧12～17h，获得锂锰复合氧化物Li0.2～0.5MnO2。
[0017] b、制备正极
[0018] 将锂锰复合氧化物、导电剂、粘合剂和纯水混合溶解，搅拌均匀后在双辊机上辊压成
薄膜，烘干后，将薄膜与铝网
压制成型、烘干；
[0019] 其中，锂锰复合氧化物、导电剂和粘合剂的质量百分比为80～95%：2～11%：2～11%；
[0020] c、用超声
焊接机将正极与正极耳焊接，负极耳粘于负极上；
[0021] d、用隔膜将正极和负极分开，并将隔膜与正极、负极一起卷成所需形状，卷好后用
胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式方形电芯；
[0022] e、将卷绕式方形电芯置于与卷绕式方形电芯形状一致的铝塑膜外壳内，然后热熔封口、注电解液、老化及二次封口；
[0023] 其中，所述电解液包括非水有机溶剂和溶质，所述溶质为含锂盐的化合物，所述非水有机溶剂为碳酸酯类或者碳酸酯类与醚类的混合溶液。
[0024] 所述导电剂为碳黑、乙炔黑、导电石墨和
碳纳米管中的一种或两种以上；所述粘合剂为羧甲基
纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丁苯胶中的一种或两种以上。
[0025] 所述电解液的溶质是六氟磷酸锂，且电解液的摩尔浓度为1mol/L；所述碳酸酯类为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或两种以上；所述醚类为四氢呋喃、1,2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷或缩二乙二醇二甲醚中的一种或两种以上。
[0026] 所述正极的集流体为铝网，正极耳为带PP材质的铝转镍；所述负极为锂
铝合金，负极耳为带PP材质的镍。
[0027] 所述隔膜为聚乙烯、聚丙烯或者是聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜。
[0028] 本发明与
现有技术相比，有益效果为：本发明的电池采用廉价的二氧化锰为原料制备正极活性物质，成本低，但制备的80mAh的二次锂锰
软包电池具有优良的充放电以及循环性能；另外，外壳为铝塑膜外壳、电芯为卷绕式方形电芯，使制得的二次锂锰电池为方形的软包装电池。
附图说明
[0029] 下面将结合附图及
实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0030] 图1为本发明二次锂锰软包装电池的结构示意图。
具体实施方式
[0031] 如图1所示二次锂锰软包装电池，包括外壳1、正极4、负极6、与正极4相连的正极耳2、与负极6相连的负极耳3及将正极4和负极6隔开的隔膜5，以及正极、负极与隔膜之间的电解液，本实施例中的外壳为铝塑膜外壳，电芯采用的是卷绕式结构，卷绕后的电芯为方形电芯。
[0032] 正极包括锂锰复合氧化物活、导电剂及粘合剂，其中，锂锰复合氧化物、导电剂和粘合剂的质量百分比为80～95%：2～11%：2～11%，其锂锰复合氧化物的通式为Li0.2～0.5MnO2；导电剂为碳黑、乙炔黑、导电石墨和碳纳米管中的一种或两种以上；粘合剂为
羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丁苯胶中的一种或两种以上；电解液包括非水有机溶剂和溶质，其中，溶质为含锂盐的化合物，非水有机溶剂为碳酸酯类或者碳酸酯类与醚类的混合溶液，碳酸酯类为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或两种以上，醚类为四氢呋喃、1,2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷或缩二乙二醇二甲醚中的一种或两种以上；正极的集流体为铝网，正极耳为带PP材质的铝转镍；负极为锂铝合金，负极耳为带PP材质的镍；隔膜为聚乙烯、聚丙烯或者是聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜。
[0033] 二次锂锰软包装电池的制备方法如下：
[0034] a、制备锂锰复合氧化物LiXMnO2，其中0.2≤X≤0.5；
[0035] 制备锂锰复合氧化物Li0.2～0.5MnO2的具体过程为：将LiNO3和电解二氧化锰加入到球磨机中，混合均匀，然后置于马弗炉中240～280℃焙烧2～6h，优选260℃焙烧4h，320～370℃焙烧12～17h，优选350℃焙烧15h，获得锂锰复合氧化物Li0.2～0.5MnO2；
[0036] b、制备正极
[0037] 将锂锰复合氧化物、导电剂、粘合剂和纯水混合溶解，搅拌均匀后在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型、烘干；
[0038] 其中，锂锰复合氧化物、导电剂和粘合剂的质量百分比为80～95%：2～11%：2～11%；
[0039] c、用超声焊接机将正极与正极耳焊接，负极耳粘于负极上；
[0040] d、将隔膜套在卷绕机的卷芯上，拉直隔膜到适当的长度，上、下两层对应整齐，开启机器，使隔膜包住卷针；然后将正极平放在隔膜中间，正极耳朝右，开启机器，使卷针转动约90～120℃；最后将底层隔膜从卷芯后面翻过来压在正极上面，有负极耳一端的负极放在前方、且负极耳朝右，启动卷绕机，卷绕完后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式方形电芯；
[0041] e、将卷绕式方形电芯置于与卷绕式方形电芯形状一致的铝塑膜外壳内，极耳胶落在外壳上，然后进行热熔封口、注电解液、老化及二次封口。
[0042] 以下所有实施例中的二次锂锰软包装电池的结构包括铝塑膜外壳1、正极耳2、负极耳3、正极4、隔膜5、负极6。正极4和正极耳2采用
超声波焊接，负极6为锂铝合金并与负极耳3粘连，隔膜5为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔隔膜，隔膜放置在正极、负极之间，隔膜与正极、负极一起卷成方形，并将正极、负极隔离，放入铝塑膜外壳1内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0043] 以下所有实施例中的导电剂采用的是乙炔黑和导电石墨的混合物，其两者的质量比为1.2:1，粘结剂采用的是聚四氟乙烯，电解液的溶质是六氟磷酸锂、溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯及碳酸二乙酯的混合物，其三者体积比为1:1:1，电解液的摩尔浓度为1mol/L。
[0044] 实施例1
[0045] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.2MnO2）：导电剂：粘合剂=80:10:10的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0046] 实施例2
[0047] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.2MnO2）：导电剂：粘合剂=88:7:5的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0048] 实施例3
[0049] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.2MnO2）：导电剂：粘合剂=95:3:2的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0050] 实施例4
[0051] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.3MnO2）：导电剂：粘合剂=80:10:10的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0052] 实施例5
[0053] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.3MnO2）：导电剂：粘合剂=88:7:5的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0054] 实施例6
[0055] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.3MnO2）：导电剂：粘合剂=95:3:2的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0056] 实施例7
[0057] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.4MnO2）：导电剂：粘合剂=80:10:10的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0058] 实施例8
[0059] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.4MnO2）：导电剂：粘合剂=88:7:5的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0060] 实施例9
[0061] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.4MnO2）：导电剂：粘合剂=95:3:2的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0062] 实施例10
[0063] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.5MnO2）：导电剂：粘合剂=80:10:10的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0064] 实施例11
[0065] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.5MnO2）：导电剂：粘合剂=88:7:5的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0066] 实施例12
[0067] 按质量百分比用锂锰复合氧化物（Li0.5MnO2）：导电剂：粘合剂=95:3:2的比例配料，加入适量的纯水，搅拌均匀，在双辊机上辊压成薄膜，烘干后，将薄膜与铝网压制成型，分切机进行分条，烘干即可，用隔膜将正极、负极分开，隔膜与正极、负极一起卷成方形，卷好后用胶带将卷心缠绕包好形成卷绕式电芯；放入铝塑膜外壳内，封口、注电解液、老化及二次封口成型。
[0068] 电池设计容量为80mAh.采用相同的充放电制度，①2mA恒流放电，截止
电压2V、②静止5min、③2mA恒流充电，截止电压3.25V、④以3.25V恒压充电2h、⑤静止5min、⑥转跳到①，做寿命循环。
[0069] 表1为上述实施例的放电容量和循环寿命的对比
[0070]
[0071] 由表1可以看出，采用实施例5的二次软包装电池，其放电容量最大，循环寿命最长，100%深度放电100次，容量保持为设计的88.7%。
[0072] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
