一种适合大电流脉冲结构的正极

技术领域

本发明涉及锂锰电池技术领域，特别是涉及一种适合大电流脉冲结构的正极。

背景技术

据168报告网的数据显示2021年，全球锂原电池市场规模达11.45亿美元，中国预计未来五年复合增长率达到9.74％，其驱动因素有：智能表计的新增及替换需求，智能制造等工控领域的发展。尤其是数字技术和物联网市场的强势兴起，物联网RFID等技术的普及以及楼宇自动化和智能安防，智慧交通，智慧医疗，穿戴美容产品等应用。而三表及RFID等要求电池使用寿命长达10年，因此对电池内部电性的稳定性提出了更高要求。

锂锰电池的额定电压为3.0V，大约是干电池的2倍，放电电压平稳，负极锂在在PC+DME体系电液中溶解度仅为1mg/kg,对于长寿命电池来说，锂-二氧化锰具备良好的储存性能，而且高倍率放电性能好，材料资源丰富，因此高性价比而成为物联网电子标签的首选，这种长寿命还需要大电流脉冲对电池正极结构的稳定性提出更高要求，尤其正极骨架的稳固性是一个考验，以往只用正极网或者环做集流体支撑骨架；用编织网为骨架，电池放电深度50％时，集流网与固体粉饼剥离，或者环做支撑时，电池初始放电压降大，虽然能持续放电，但是，用环做支撑骨架的电池放电深度达60％时，因正极整体反应不均匀，导致电池内部接触不良无法持续大电流脉冲，或者因放电深度加深电池高度增长超过电池室的厚度，导致用电器可能被挤胀变形，因此我们提出了一种适合大电流脉冲结构的正极，以此来解决上述提到的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种适合大电流脉冲结构的正极，具有稳定不坍塌，电池放电深度达80％时，仍能有良好的脉冲性能。

本发明的技术方案是：

一种适合大电流脉冲结构的正极，包括集流骨架、金属环和集流网，所述集流骨架由二氧化锰、金属环和集流网组合而成，所述二氧化锰固定设置于集流骨架的底部，所述集流骨架的顶端设有金属环，所述金属环固定设置于二氧化锰的顶部，所述集流骨架的中部设有集流网，所述集流网固定夹持于二氧化锰和金属环之间。

通过将集流骨架采用金属环套集流网，再利用金属环带着集流网套设于正极二氧化锰的固体粉饼上的结构，使得电池在放电至80％DOD时，正极结构不会因膨胀而坍塌，仍保持较完整的结构，因此脉冲时的压降变化明显比网或者环小，在脉冲过程中仍然保持平稳的脉冲电压，从而提高电池大电流放电效率。

在进一步的技术方案中，所述金属环的顶部设有集流槽，多个所述集流槽平行开设于金属环的顶部。

通过在正极的金属环与集流网上设置一定深度的波纹及利角，集流网凸起在中间，使其能够始终保证正极与外壳接触良好。

在进一步的技术方案中，所述二氧化锰为固体粉饼状结构。

通过采用固体粉饼状的二氧化锰结构，使得金属环能够带着集流网稳定的套设于二氧化锰的顶部，保持固定，提高接触的稳定性。

在进一步的技术方案中，所述集流网设置于金属环的内侧并通过金属环固定夹持于金属环与二氧化锰之间。

通过利用金属环将集流网夹持于金属环和二氧化锰之间，利用金属环与二氧化锰的固定连接，来起到对集流网的夹持作用，使得二者之间形成网在环下，环包网片的结构方式，从而保证集流网的稳定性。

在进一步的技术方案中，所述二氧化锰的顶部延伸至金属环的底端内侧，使得所述金属环固定套设于二氧化锰的顶部。

通过将金属环和集流网合并，并将其套在固体粉饼状二氧化锰上的结构，极好地解决了电池放电初期环与壳子存在接触不良而电压突然下降，后期集流网或者集流环与粉饼脱落出现内部结构接触不良的现象。

本发明的有益效果是：

1、通过将集流骨架采用金属环套集流网，再利用金属环带着集流网套设于正极二氧化锰的固体粉饼上的结构，集流骨架接触良好。电池初始放电不会出现像其他同行电池出现脉冲时电压突然压降大，显现滞后现象；

2、通过对集流骨架的设计，使其再使用过程中，电池放电深度达80％时，集流骨架稳定不坍塌，仍能有良好的脉冲性能。比其他结构优越。满足市场需求。

附图说明

图1是本发明实施例所述的整体结构示意图；

图2是本发明实施例所述的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例所述的正视结构示意图。

附图标记说明：

1、集流骨架；2、二氧化锰；3、金属环；4、集流槽；5、集流网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

实施例1：

如图1-图3所示，一种适合大电流脉冲结构的正极，包括集流骨架1、金属环3和集流网5，集流骨架1由二氧化锰2、金属环3和集流网5组合而成，二氧化锰2固定设置于集流骨架1的底部，集流骨架1的顶端设有金属环3，金属环3固定设置于二氧化锰2的顶部，集流骨架1的中部设有集流网5，集流网5固定夹持于二氧化锰2和金属环3之间。

通过将集流骨架1采用金属环3套集流网5，再利用金属环3带着集流网5套设于正极二氧化锰2的固体粉饼上的结构，使得电池在放电至80％DOD时，正极结构不会因膨胀而坍塌，仍保持较完整的结构。因此脉冲时的压降变化明显比网或者环小，在脉冲过程中仍然保持平稳的脉冲电压。从而提高电池大电流放电效率

在进一步的技术方案中，金属环3的顶部设有集流槽4，多个集流槽4平行开设于金属环3的顶部。

通过在正极的金属环3与集流网5上设置一定深度的波纹及利角，集流网5凸起在中间，使其能够始终保证正极与外壳接触良好。

在进一步的技术方案中，二氧化锰2为固体粉饼状结构。

通过采用固体粉饼状的二氧化锰2结构，使得金属环3能够带着集流网5稳定的套设于二氧化锰2的顶部，保持固定，提高接触的稳定性。

在进一步的技术方案中，集流网5设置于金属环3的内侧并通过金属环3固定夹持于金属环3与二氧化锰2之间。

通过利用金属环3将集流网5夹持于金属环3和二氧化锰2之间，利用金属环3与二氧化锰2的固定连接，来起到对集流网5的夹持作用，使得二者之间形成网在环下，环包网片的结构方式，从而保证集流网5的稳定性。

在进一步的技术方案中，二氧化锰2的顶部延伸至金属环3的底端内侧，使得金属环3固定套设于二氧化锰2的顶部。

通过将金属环3和集流网5合并，并将其套在固体粉饼状二氧化锰2上的结构，极好地解决了电池放电初期环与壳子存在接触不良而电压突然下降，后期集流网5或者集流环与粉饼脱落出现内部结构接触不良的现象。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。