[發(fā)明專利]鋰亞硫酰氯電池電解液及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710052766.4
• 申請(qǐng)日: 2007-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN101102000A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王圣平;華萍;吳金平;皮振邦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): H01M10/40
• 分類號(hào): H01M10/40;H01M10/02;H01M6/14;H01M6/16;H01M6/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于鋰亞硫酰氯電池的電解液及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著便攜式電子設(shè)備的迅速發(fā)展，對(duì)其應(yīng)用的高能量密度電池提出愈來愈高的電性能技術(shù)要求。鋰亞硫酰氯電池具有600Wh·Kg^-1的高比能量、10年以上的長儲(chǔ)存壽命、1％以下的低年自放電率等電化學(xué)性能特點(diǎn)，在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

但鋰亞硫酰氯電池在較大電流放電情況下，負(fù)載電壓下降很快，甚至低于3V，不能滿足某些用電器具的工作電壓要求，同時(shí)鋰亞硫酰氯電池的活性物質(zhì)利用率下降，導(dǎo)致實(shí)際比能量降低。

現(xiàn)有技術(shù)有通過采用增大電池的陰陽極面積，降低電極的輸出電流密度，減小電池的極化，來達(dá)到提高電池的負(fù)載電壓的目的。但較大面積的金屬鋰電極存在極大的安全隱患，當(dāng)電池微短路和用戶誤用時(shí)，鋰電池極易爆炸和泄漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種鋰亞硫酰氯電池電解液，通過該電解液提高了鋰亞硫酰氯電池的負(fù)載電壓。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供鋰亞硫酰氯電池電解液的制備方法。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為：鋰亞硫酰氯電池電解液，其不同之處在于在四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液中添加質(zhì)量比為0.5～17.2％磷酸三苯酯，所述的四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液摩爾濃度為0.8mol/L、1.2mol/L或1.6mol/L。

本發(fā)明的制備方法的技術(shù)方案是：鋰亞硫酰氯電池電解液的制備方法，其不同之處在于包括以下步驟：

i)將亞硫酰氯蒸餾，收集75.5℃～76.5℃的餾分；

ii)將步驟i)所得亞硫酰氯的餾分與四氯鋁酸鋰混合得到所需摩爾濃度的四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液；

iii)取磷酸三苯酯加入到步驟ii)所得的四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液中，至全部溶解；

iv)取鋰片加入到步驟iii)所得的溶液中，于80℃回流至溶液無色或微黃色，過濾后得鋰亞硫酰氯電池電解液。

本發(fā)明的有益效果在于：

鋰亞硫酰氯電池使用本發(fā)明電解液，可提高鋰亞硫酰氯電池的負(fù)載電壓和改善電池的低溫性能，負(fù)載電壓可增加0.05～0.3V。

附圖說明

圖1為鋰亞硫酰氯電池結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1～5及對(duì)比例1的鋰亞硫酰氯實(shí)驗(yàn)電池(型號(hào)：ER14505，電池外形尺寸：Ф14.5mm×H50.5mm)放電曲線圖，放電制度：20～25℃，100mA恒流放電至2.0V。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1～5及對(duì)比例1的鋰亞硫酰氯實(shí)驗(yàn)電池(型號(hào)：ER14505，電池外形尺寸：Ф14.5mm×H50.5mm)放電曲線圖，放電制度：-20～-25℃，100mA恒流放電至2.0V。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例6～8及對(duì)比例2的鋰亞硫酰氯實(shí)驗(yàn)電池(型號(hào)：ER26500，電池外形尺寸：Ф26.2mm×H50.0mm)放電曲線圖，放電制度：20～25℃，250mA恒流放電至2.0V。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例9～11及對(duì)比例3的鋰亞硫酰氯實(shí)驗(yàn)電池(型號(hào)：ER34615，電池外形尺寸：Ф34.3mm×H61.5mm)放電曲線圖，放電制度：20～25℃，500mA恒流放電至2.0V。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的制備方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示鋰亞硫酰氯電池包括：陰極4、陽極3、隔膜1和2、電解液5、電池殼6、電池蓋7。其中陰極是由炭材料(陰極活性物質(zhì)亞硫酰氯在炭材料表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng))和粘結(jié)劑聚四氟乙烯組成的多孔電極，陽極為98.5％以上的金屬鋰箔，隔膜為玻璃纖維氈。

先描述鋰亞硫酰氯電池的組裝方法：

i)制備鋰亞硫酰氯的陰極、陽極、隔膜、電解液。陰極為炭材料和聚四氟乙烯的多孔電極，活性物質(zhì)為亞硫酰氯。陽極為鋰鋁合金箔，根據(jù)工藝尺寸制備。隔膜分為邊隔膜和底隔膜，均為玻璃纖維氈，根據(jù)工藝尺寸制備。

ii)陽極滾壓在電池殼上后，依次放入底隔膜和邊隔膜，再導(dǎo)入陰極，蓋電池蓋，激光焊或氬弧焊焊接電池殼與蓋。

iii)從電池蓋預(yù)留孔中注入電解液，上小鋼釘擠壓密封，得到完整高溫鋰亞硫酰氯電池。

下面再具體描述電解液的制備方法：

i)將亞硫酰氯蒸餾，收集75.5℃～76.5℃的餾分；

ii)據(jù)配方將步驟i)所得亞硫酰氯的餾分與四氯鋁酸鋰混合得到所需摩爾濃度的四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液；

iii)取磷酸三苯酯加入到步驟ii)所得的四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液中，至全部溶解；