[發明專利]無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池及其制造方法

無效

• 申請號: 200910020280.1
• 申請日: 2009-04-04
• 公開（公告）號: CN101577334A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 關成善;郝德利;劉津宏;王欣;葉麗光
• 申請（專利權）人: 山東神工海特電子科技有限公司
• 主分類號: H01M6/14
• 分類號: H01M6/14;H01M4/02;H01M4/58;H01M4/48;H01M4/52;H01M4/62;H01M4/38;H01M4/40;H01M4/46;H01M4/66;H01M2/16;H01M6/16;H01M4/04
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技術領域

本發明屬于化學電源儲能技術領域，尤其涉及一種鋰/二硫化鐵圓柱電池及其制造方法。

背景技術

近些年來，隨著電子技術的發展和世界各國對環境保護的日益重視，對化學電源提出了更高的要求。目前市場主流的一次圓柱電池是堿性鋅錳電池，這種電池的優點是價格便宜，缺點是容量低、高倍率放電性能差，不適用在數碼相機、電動玩具、儀器儀表等重負載條件下使用的電器中，同時廢棄后對環境也造成污染。鋰/二硫化鐵圓柱電池的容量比同樣型號的堿錳電池高，具有高倍率放電性能好的優點，尤其適合在重負載條件下使用，而且對環境無污染。

和所有鋰金屬電池一樣，鋰/二硫化鐵圓柱電池存在放電滯后的現象，這嚴重影響了鋰/二硫化鐵圓柱電池的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰/二硫化鐵圓柱電池及其制造方法，該電池具有放電曲線平滑，無放電滯后現象，高倍率放電性能好等特點。本發明在電池正極中加入一定比例的含有鈦元素的化合物，比如：鈦酸鋰、鈦酸鈉、鈦酸鋇、鈦鐵礦、二氧化鈦等一種或多種任意比例的混合物，可以消除放電過程中的滯后現象，提高放電電壓平臺，從而使鋰/二硫化鐵電池的性能更適合應用。

本發明是通過以下技術方案加以實現的：

一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池，它包括金屬殼體，殼體內設置正極、隔膜、負極，并灌注電解液；所述的正極由正極材料涂覆在金屬箔上組成，其特征是：正極材料由二硫化鐵、含鈦化合物、導電劑和粘接劑組成，所述的負極為金屬鋰、鋰鋁合金或鋰硅合金。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池，其特征是：其中的金屬箔是鋁箔、鎳箔、金箔、銀箔、鈦箔、鐵箔、銅箔中的一種；其中的隔膜為具有微孔的聚丙烯(PP)薄膜，或具有微孔的聚乙烯(PE)薄膜，或者兩者結合而成的復合薄膜，或為聚丙烯氈，或為纖維的紙質薄膜，或為玻璃纖維；其中的導電劑選用石墨、炭黑、鐵粉、銅粉、銀粉、鎳粉中一種或多種任意比例復合的導電劑；其中的粘結劑選自聚乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素的一種或多種的粘接劑溶液組成；所述的負極為金屬鋰、鋰鋁合金或鋰硅合金；所述的電解液為LiPF₆、LiClO₄、雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)、LiBF₄、LiI或LiCl溶解在碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、乙二醇二甲醚(DME)、乙腈(AN)、碳酸甲乙酯(EMC)或γ-丁內酯(GBL)的一種溶液或者多種混合溶液。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池，其特征是：其中含鈦化合物選用鈦酸鋰、鈦酸鈉、鈦酸鋇、鈦鐵礦、二氧化鈦等一種或多種任意比例的混合物。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池，其特征是：其中含鈦化合物選用鈦酸鋰、二氧化鈦的一種或兩種任意比例的混合物。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池的制造方法，其特征是：將二硫化鐵、含鈦化合物和導電劑混合，加入粘接劑制成漿料，涂覆到鋁箔上，干燥、碾壓、裁成為正極，與隔膜、負極一起卷繞，入殼，注入電解液、封口制成所需要的鋰/二硫化鐵圓柱電池。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池的制造方法，其特征是：將二硫化鐵與含鈦化合物、導電劑按照重量比1∶(0.05～0.6)∶(0.01～0.1)的比例混合均勻，然后加入二硫化鐵重量的20％-80％粘結劑溶液，粘結劑的濃度為2％～6％，攪拌90～120min成為漿狀，再把漿體涂覆在厚度10～40μm的鋁箔上，然后把鋁箔放入120～150℃，1kPa的真空烘箱中，烘干5～18h，取出后用壓片機碾壓至150～200μm厚、裁成所需要的正極尺寸，鼓風90℃烘干28h，再轉移到相對濕度≤1％的干燥環境中，待用；在相應尺寸的負極上面依次放好隔膜、正極，經卷繞、入殼，注入電解液，封口，得到鋰/二硫化鐵圓柱電池。

上述的一種無滯后鋰/二硫化鐵圓柱電池的制造方法，其特征是：二硫化鐵與鈦酸鋰、二氧化鈦中的一種或兩種混合物的重量比為1∶(0.1～0.6)。

本發明的優點在于，在正極中加入一定比例的含鈦化合物，能夠消除電池放電過程中出現的延遲現象，從而增強了電池的放電電壓的穩定性，增加了電池的放電容量，提升了電池的總體品質。與現有技術電池放電曲線對比效果如圖1、圖2所示。本發明制造的鋰/二硫化鐵圓柱電池生產工藝簡單，適合大規模的工業化生產，在高端電子儀器、儀表上應用時，具有明顯的市場競爭力。

附圖說明