[發明專利]一種鋰/二硫化鐵電池

無效

• 申請號: 200710049637.X
• 申請日: 2007-07-30
• 公開（公告）號: CN101132064A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 趙平;卓云;毛剛;劉道忠;張君
• 申請（專利權）人: 中核建中核燃料元件公司
• 主分類號: H01M4/06
• 分類號: H01M4/06;H01M4/08;H01M6/14;H01M2/02;H01M2/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本發明涉及一種一次性鋰電池，特別涉及一種鋰/二硫化鐵電池。

背景技術

目前，一次性鋰電池主要包括鋰/二氧化硫、鋰/亞硫酰氯、鋰/二氧化錳電池等。由于鋰/二硫化鐵電池可以提升二硫化鐵活性物質的利用率、改善大電流放電特性，進而提高電池的儲存壽命，所以現已逐步開展鋰/二硫化鐵電池制作。

現階段報道的鋰/二硫化鐵電池一般采用碾膜法制作陰極，將正極活性物質二硫化鐵、導電劑、PTFE乳液、無離子水按比例混合攪拌均勻倒入物料盤烘制備用，在已烘制好的物料加入有機分散劑經過柔合后，再通過加熱對輥機多次碾壓成型達到設計要求，但這兩種方法制作的極片，制作出的電池容量散差略大的，大電流放電相對差些。并且正極活性物質二硫化鐵在水存在的條件下，高溫很容易發生如下氧化反應：

2FeS2+O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4

因此該工藝制作正極片可能導致鋰/二硫化鐵電池使用有較大的局限性。

另外，已知國內外鋰/二硫化鐵電池的封裝都采用半密封結構形式，半密封結構的密封蓋是金屬蓋片，它與殼體之間有一絕緣密封圈，通過壓封使殼體與密封蓋連成一體，起到密封效果。中間的絕緣密封圈有彈性，只能在一定程度上起到密封效果，當條件惡劣時容易出現電解液滲透漏液現象，并且絕緣密封圈時間久了容易老化，不能很好起到密封作用。因此半密封電池的貯存壽命相對較短。

發明內容

本發明的目的就是制備容量高，通用性強的一次性鋰/二硫化鐵電池以彌補現有技術之不足。該種鋰電池可以增大反應面積，降低電流密度，有利于大電流放電。并可以長期有效的隔絕外界水分等有害物質的進入，有利于電池的長期儲存。

為實現本發明的目的所采用的技術方案為：一種鋰/二硫化鐵電池，包括陽極、陰極和電解液體系，陽極為高純鋰，其特征是：陰極由80～90份二硫化鐵、2.5～5份乙炔黑、2.5～5份石墨、5～10份聚偏氟乙烯組成。

陰極如此制成：將80～90份二硫化鐵、2.5～5份乙炔黑、2.5～5份石墨、5～10份聚偏氟乙烯混合，攪拌2～3小時，形成漿料，加入涂布機涂布，烘箱烘干。

在陰極材料混合時，控制攪拌速度在20Hz～35Hz，溫度≤60℃和濕度≤50％，保證漿料黏稠度，固含量40％～45％。涂布機烘干箱區溫度140℃～145℃，涂布速度13Hz-18Hz，確保涂布的極片厚度偏差約10微米，涂布厚度約：250μm～350μm，面密度45-50mg/cm²。

鋰/二硫化鐵電池采用全密封進行封裝。電池外殼與密封蓋用環焊熔合為一體，形成全密封結構。

所述的密封蓋為玻璃封，為金屬與玻璃在高溫下燒結而成的一體化上蓋。

本發明的有益效果是：由于是在無水的條件下制作極片，可減少二硫化鐵的氧化分解，提高電性能。二硫化鐵粉末電導率極低，厚極片垂直方向有較大阻值，導致二硫化鐵活性物質利用率較低；而涂布極片厚度非常薄，垂直方向的電阻就相對較小，同時等量的活性物質涂布極片有較大的表面積，因此采用涂布極片制作的電池其物理內阻相對較小，可以提高電池的大電流工作特性。在相同負載下，薄膜極片可以降低單位面積的電流強度，即降低了極片上的化學反應速度，使反應更充分，因此極片上的活性物質二硫化鐵的利用率得到提高。

通常，碾膜法制作的電池在大電流下平臺較低，500mA電流下平臺在1.1V～1.2V；而涂布法制作的電池的平臺相對較高，500mA電流下平臺在1.25V～1.35V。在500mA/0.9V/25℃下，碾膜法制作的FR14505電池，其二硫化鐵利用率約65％，本發明的二硫化鐵利用率可達75％。

涂布制作二硫化鐵陰極厚度均勻，這樣可保證作出的二硫化鐵電池容量均一，并且涂布法也較其它薄膜陰極制備法技術成熟、易操作、成本低。

半密封鋰/二硫化鐵電池，其貯存期一般3～5年，采用全密封結構可以使該電池的貯存壽命達到10年。

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

附圖說明

圖1為鋰/二硫化鐵電池密封結構圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的仰視圖。

在圖中，1為熔合帶，2為電池外殼，4為密封蓋，5為安全泄氣裝置。

具體實施方式