[發明專利]一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法

在審

• 申請號: 201611247870.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106784818A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王九洲;尚晉;米娟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M6/00;H01M6/14;H01M4/62
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于鋰一次電池技術領域，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。

背景技術

目前，現在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：1、直接兼容性-能夠用于任何使用1.5V一次電池類型的場合；2、大電流性能好，使用壽命比其他類型電池長；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10年；6、綠色電池，無添加重金屬。以AA電池常溫小電流放電為例，相對于堿錳電池，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展應用前景，符合未來電源的輕量化和重負荷趨勢。采用FeS₂的AA型(5號)電池在較寬的溫度范圍內和大電流放電時,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世紀70年代就已經開始對Li/FeS₂電池進行研究，美國Ray-O-Vac、日本日立等知名企業也對Li/FeS₂扣式電池進行開發工作，目前國內的神工海特對Li/FeS₂扣式電池實現了批量生產，并開發了自己的核心技術。圓柱形電池方面，國外的Everaedy Battery Company在1995年開發出AA鋰電池，之后在2004年又開發出了AAA鋰電池，并使這兩種型號電池以Energizer品牌上市，銷售量逐年遞增，滿足了市場上用電器重負載工作的需要。國內圓柱形電池生產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Li/FeS₂軟包裝電池的研究越來越多，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，負極鋰厚度也比較大，在放電過程中極化比較大，影響Li/FeS₂電池能量的發揮。因此，目前需要對FeS₂材料進行篩選，選擇合適的導電劑和電解液，對Li/FeS₂軟包裝電池的正極制備工藝進行改進，降低電池在放電過程中的內阻，提高Li/FeS₂電池的功率特性，同時減小其電壓滯后并提高其儲存性能。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。

本發明的目的是提供一種具有工藝簡單，配方科學，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，同時提高了放電容量等特點的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法。

本發明高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法所采取的技術方案是：

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極的制備過程，正極采用活性物質FeS₂、導電劑含有Ti₄O₇，采用涂布方式制備正極，提高Li/FeS₂電池的功率特性。

本發明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，其特點是：導電劑為Ti₄O₇，或者Ti₄O₇與導電炭黑、導電石墨、氣相生長炭纖維、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，其特點是：涂布方式制備正極時，涂覆量不大于30mg/cm²，漿液重量百分比組成，活性物質85-92％，導電劑5-9％，粘結劑3-6％。

所述的高功率軟包裝鋰二硫化鐵電池的制備方法，其特點是：活性物質FeS₂純度大于98％，平均粒徑小于20μm，比表面積S_BET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，其特點是：電池外殼為鋁塑膜，厚度為110-160μm；負極結構為鋰或者鋰合金，鋰箔的厚度為45-100μm。