[發明專利]特種鋰亞硫酰氯電池的正極片制作方法及其正極片和電池

有效

• 申請號: 201310462060.0
• 申請日: 2013-10-07
• 公開（公告）號: CN103618062A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 楊海南;張作民
• 申請（專利權）人: 天津德克尼斯電子科技有限公司
• 主分類號: H01M4/10
• 分類號: H01M4/10;H01M4/06;H01M6/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電池領域；特別是鋰亞硫酰氯電池極片領域。

背景技術

為礦產（石油、煤層氣、頁巖氣等）勘探開發鉆井的隨鉆測量儀器供電需要特種鋰亞硫酰氯電池。在鉆井過程中電池跟隨鉆頭深入地下1—5千米，承受約20G高沖擊振動和80--150℃高溫。為此要求電池的極片不僅具有良好的電化學性能，而且具有較強的機械強度，否則，可能在使用中出現極片損壞造成電池內部短路，引發電池爆炸等嚴重的事故。現有鋰亞硫酰氯電池正極片制作工藝在提高極片機械強度時，極片的質量體積比增加，孔隙率下降，導致電性能下降；而保證電性能的情況下，機械強度又欠佳。急需一種能夠兼具更好的機械性能和電性能的電池極片。

質量體積比是考察電池正極板的一個重要參數，表達式為：質量體積比=質量g?/?實體體積cm³。質量體積比與孔隙率數值成反變，前者越大表明其機械強度越大，但是作為電極板所需要的電性能越差。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的缺陷，提供一種特種鋰亞硫酰氯電池的正極片的制作方法及其正極片。

一種電池正極片的制作方法，包括如下步驟：調漿、壓煉、壓片、烘干、裁片；其特征在于：在調漿過程中，于漿料中加入一定比例的短切碳纖維，并使之分散均勻。

一種由上述方法制成的特種鋰亞硫酰氯電池正極片，其特征在于：由乙炔黑材料和短切碳纖維組成，其中短切碳纖維重量為乙炔黑重量的0.1--10%。

一種特種鋰亞硫酰氯電池，由正極、負極和正負極之間的隔膜和電解液密封于殼體內組成；所述的負極為電池級金屬鋰制成；所述的電解液為四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液（溶液濃度為0.5-2.0mole；所述的隔膜由玻璃纖維氈制成；其特征在于，所述的正極片采用本發明提供的上述特種鋰亞硫酰氯電池正極片。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該工藝在電池正極材料中加入的短切碳纖維在極片中形成的網狀骨架提高了極片的機械強度；并且其視密度減低，孔隙率提高，確保了必要的電性能。通過此法制成的正極片，明顯改善了物性，同時提高了電池的抗沖擊振動性能和電化學性能。采用該正極片制成的電池，兼顧了良好的抗沖擊振動性能和電化學性能，滿足了工業上的需要。

具體實施方式

??下面對本發明作進一步描述：

一種電池正極片的制作方法，包括如下步驟：調漿、壓煉、壓片、烘干、裁片；其特征在于：在調漿過程中，于漿料中加入一定比例的短切碳纖維，并使之分散均勻。

所述的調漿是將乙炔黑和短切碳纖維加入重量比1:6~10的異丙醇調成漿料；其中，短切碳纖維的重量為乙炔黑的0.1--10%。

上述調漿過程中，優選短切碳纖維的重量為乙炔黑的5-10%。

上述調漿過程中，加入乙炔黑和短切碳纖維后在攪拌機中充分攪拌至均勻分散。

上述調漿過程中，在乙炔黑和短切碳纖維均勻分散后再加入乙炔黑重量的8—10%的聚四氟乙烯作為粘合劑，攪拌均勻后出料。

????所述的短切碳纖維的長度為3-5mm。

所述的壓煉是將調制好的正極材料分成800g左右的小團在煉膠機上反復碾壓10—20次。

所述的壓片是將上述壓煉過的正極材料壓成厚度1—5mm的正極大片。

所述的烘干是將上述壓片所得的正極大片于90—100℃通風干燥箱內烘干4小時。

所述的裁片是將正極大片烘干后，裁成規定尺寸的正極片。

??一種由上述方法制成的特種鋰亞硫酰氯電池正極片，其特征在于：正極片含有乙炔黑和重量為乙炔黑的0.1--10%的短切碳纖維。

一種特種鋰亞硫酰氯電池，由正極、負極、正負極之間的隔膜和電解液密封于不銹鋼外殼內組成；所述的負極為電池級金屬鋰制成；所述的電解液為四氯鋁酸鋰溶質的亞硫酰氯溶液；所述的隔膜為玻璃纖維氈；其特征在于，所述的正極片采用上述正極片。

原理和效果

???鋰亞硫酰氯電池的正極材料乙炔黑視密度低，十分蓬松。在制作極片時，需反復碾壓才能成型。碾壓次數一般在20-30次，質量體積比達到0.40—0.45g/cm²。不僅工效低，而且容易碾壓過度造成孔隙率降低而影響電性能。在乙炔黑中加入短切碳纖維后，由于短切碳纖維在材料中形成網狀骨架的作用，使極片容易成型，在實際制作極片時碾壓次數僅為原來的二分之一，也就是10次~15次，質量體積比僅為0.3—0.35g/cm²，說明孔隙率相對較高。