一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)屬于鋰一次電池技術(shù)領(lǐng)域。一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：制備高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池，包括Li/FeS

A preparation method of high power soft packaging lithium pyrite battery

The invention relates to a preparation method of a high power soft packaging lithium pyrite battery. The invention belongs to the technical field of lithium primary batteries. A preparation method of high power soft packaging lithium pyrite battery, which is characterized in that the preparation of high power soft packaging lithium pyrite battery, including Li/FeS

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法
本專利技術(shù)屬于鋰一次電池
，特別是涉及一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。
技術(shù)介紹
目前，現(xiàn)在1.5V體系電源中，鋰二硫化鐵電池理論比能量較高，其主要特點(diǎn)：1、直接兼容性-能夠用于任何使用1.5V一次電池類型的場(chǎng)合；2、大電流性能好，使用壽命比其他類型電池長(zhǎng)；3、良好的高低溫性能，寬廣的溫度使用范圍；4、重量更輕，與其他一次電池相比，比能量高；5、擱置性能好，可存儲(chǔ)10年；6、綠色電池，無(wú)添加重金屬。以AA電池常溫小電流放電為例，相對(duì)于堿錳電池，Li/FeS2電池在重量減輕45％的情況下容量提高了25％，因此可以看出Li/FeS2電池在1.5V電池中具有很好的發(fā)展應(yīng)用前景，符合未來(lái)電源的輕量化和重負(fù)荷趨勢(shì)。采用FeS2的AA型(5號(hào))電池在較寬的溫度范圍內(nèi)和大電流放電時(shí),放電容量是堿性電池的4倍，是1.5V堿錳電池的理想替代品。日本的東芝、日立等公司早在上個(gè)世紀(jì)70年代就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)Li/FeS2電池進(jìn)行研究，美國(guó)Ray-O-Vac、日本日立等知名企業(yè)也對(duì)Li/FeS2扣式電池進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作，目前國(guó)內(nèi)的神工海特對(duì)Li/FeS2扣式電池實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并開(kāi)發(fā)了自己的核心技術(shù)。圓柱形電池方面，國(guó)外的EveraedyBatteryCompany在1995年開(kāi)發(fā)出AA鋰電池，之后在2004年又開(kāi)發(fā)出了AAA鋰電池，并使這兩種型號(hào)電池以Energizer品牌上市，銷售量逐年遞增，滿足了市場(chǎng)上用電器重負(fù)載工作的需要。國(guó)內(nèi)圓柱形電池生產(chǎn)廠家主要有福建南孚，寧波中銀，惠州億緯和廣州鵬輝等公司。隨著對(duì)Li/FeS2電池容量要求的提高和鋰離子軟包裝電池的工藝日趨成熟，人們對(duì)Li/FeS2軟包裝電池的研究越來(lái)越多，Li/FeS2軟包裝電池中，大部分廠家采用軋膜工藝，正極極板比較厚，負(fù)極鋰厚度也比較大，在放電過(guò)程中極化比較大，影響Li/FeS2電池能量的發(fā)揮。因此，目前需要對(duì)FeS2材料進(jìn)行篩選，選擇合適的導(dǎo)電劑和電解液，對(duì)Li/FeS2軟包裝電池的正極制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，降低電池在放電過(guò)程中的內(nèi)阻，提高Li/FeS2電池的功率特性，同時(shí)減小其電壓滯后并提高其儲(chǔ)存性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。本專利技術(shù)的目的是提供一種具有工藝簡(jiǎn)單，配方科學(xué)，操作方便，提高了軟包裝電池的功率特性，改善了Li/FeS2電池的電壓滯后，同時(shí)提高了放電容量等特點(diǎn)的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。本專利技術(shù)高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法所采取的技術(shù)方案是：一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：制備高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池，包括Li/FeS2軟包裝電池正極和負(fù)極的制備過(guò)程，正極采用活性物質(zhì)FeS2、導(dǎo)電劑含有Ti4O7，采用涂布方式制備正極，提高Li/FeS2電池的功率特性。本專利技術(shù)高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法還可以采用如下技術(shù)方案：所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：導(dǎo)電劑為T(mén)i4O7，或者Ti4O7與導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、氣相生長(zhǎng)炭纖維、科琴黑、炭納米管、石墨烯中的一種或者幾種混合組成。所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：涂布方式制備正極時(shí)，涂覆量不大于30mg/cm2，漿液重量百分比組成，活性物質(zhì)85-92％，導(dǎo)電劑5-9％，粘結(jié)劑3-6％。所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：活性物質(zhì)FeS2純度大于98％，平均粒徑小于20μm，比表面積SBET為0.4-8.0m2/g，pH值大于4.5。所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：電池外殼為鋁塑膜，厚度為110-160μm；負(fù)極結(jié)構(gòu)為鋰或者鋰合金，鋰箔的厚度為45-100μm。所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：隔膜為PP、PE、陶瓷隔膜、PVDF隔膜和Celgard復(fù)合膜。所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點(diǎn)是：電解液由鋰鹽、溶劑和添加劑組成，鋰鹽為碘化鋰或者碘化鋰與其他鋰鹽的組合，其他鋰鹽為高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰中的一種或幾種；溶劑為醚類和碳酸酯類組合，醚類為1，3-二氧五環(huán)、1，3-二氧六環(huán)、1，4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇甲乙醚中的一種或幾種，碳酸酯類溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、1，4-丁內(nèi)酯中的一種或幾種；添加劑為阻燃劑。本專利技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法由于采用了本專利技術(shù)全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單，配方科學(xué)，操作方便，提高了軟包裝電池的功率特性，改善了Li/FeS2電池的電壓滯后，同時(shí)提高了放電容量等優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1是FeS2樣品的SEM圖；圖2是本專利技術(shù)的負(fù)極成型圖；圖3、圖4是實(shí)施例1軟包裝電池在不同放電倍率下的放電曲線圖。具體實(shí)施方式為能進(jìn)一步了解本專利技術(shù)的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：參閱附圖1、圖2、圖3和圖4。實(shí)施例1一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其制備高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池，包括Li/FeS2軟包裝電池正極和負(fù)極的制備過(guò)程，正極采用活性物質(zhì)FeS2、導(dǎo)電劑含有Ti4O7，采用涂布方式制備正極，提高Li/FeS2電池的功率特性。導(dǎo)電劑為T(mén)i4O7，或者Ti4O7與導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、氣相生長(zhǎng)炭纖維、科琴黑、炭納米管、石墨烯中的一種或者幾種混合組成。涂布方式制備正極時(shí)，涂覆量不大于30mg/cm2。本實(shí)施例的具體實(shí)施過(guò)程：步驟1軟包裝正極極板的制作過(guò)程稱取90wt％FeS2做為正極活性物質(zhì)，稱取3wt％Ti4O7和3wt％SP做為導(dǎo)電劑，稱取4wt％聚偏氟乙烯(PVDF)液體作為粘結(jié)劑，向正極混合物中加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，使正極漿料中的固體含量為55％；使用15μm的鋁箔做為基體，使用涂布機(jī)將正極漿料均勻涂覆在鋁箔兩面，涂覆量為25mg/cm2；將涂覆好的正極極片用碾壓機(jī)碾壓為95μm厚的極片，裁切成帶正極極耳的正極極板；將裁切好的正極極板置于110℃真空干燥箱中烘干48h以上；正極極板在相對(duì)濕度≤1％的環(huán)境中包上隔膜，隔膜材質(zhì)為陶瓷隔膜，完成軟包裝電池正極極板的制作；步驟2軟包裝負(fù)極的制作將作為負(fù)極片的85μm厚的鋰箔裁切成與正極極板尺寸相同的方形片子，將10μm厚的銅箔裁成15mm寬，30mm長(zhǎng)的長(zhǎng)方形做為負(fù)極的極耳，并依照附圖2將其與負(fù)極鋰箔附著在一起，用油壓機(jī)將銅極耳和鋰箔壓制成一體，完成軟包裝電池負(fù)極極板的制作；步驟3高功率軟包裝電池的裝配將12片步驟1制備的正極極板和13片步驟2制備的負(fù)極極板間隔整齊疊放，正極極耳和負(fù)極極耳相對(duì)放置，將全部正極極耳與正極鋁導(dǎo)耳焊接成一體，將全部負(fù)極極耳與負(fù)極銅鍍鎳導(dǎo)耳焊接成一體；用Celgard復(fù)合膜作為包膜將正極板和負(fù)極板捆緊做成軟包裝極板組；用熱封機(jī)把極板組的導(dǎo)耳膠與鋁塑膜封在一起，后用真空封口機(jī)將電池密封，制成干態(tài)單體電池；擱置2h后將0.75mol/l的LiI/PC/DME/DOL電解液注入到干態(tài)單體電池中，充分浸潤(rùn)后用真空封口機(jī)密封，完成軟包裝單體電池的制作。實(shí)施例2一本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特征是：制備高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池，包括Li/FeS

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特征是：制備高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池，包括Li/FeS2軟包裝電池正極和負(fù)極的制備過(guò)程，正極采用活性物質(zhì)FeS2、導(dǎo)電劑含有Ti4O7，采用涂布方式制備正極，提高Li/FeS2電池的功率特性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特征是：導(dǎo)電劑為T(mén)i4O7，或者Ti4O7與導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、氣相生長(zhǎng)炭纖維、科琴黑、炭納米管、石墨烯中的一種或者幾種混合組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特征是：涂布方式制備正極時(shí)，涂覆量不大于30mg/cm2，漿液重量百分比組成，活性物質(zhì)85-92％，導(dǎo)電劑5-9％，粘結(jié)劑3-6％。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特征是：活性物質(zhì)FeS2純度大于98％，平均粒徑小于20μm，比表面積SBET為0.4-8.0m2/g，pH值大于4....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王九洲，尚晉，米娟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津,12