[發明專利]鋰一次電池

有效

• 申請號: 201910771623.1
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110556549B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 許運華;孫鵬飛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01M6/16
• 分類號: H01M6/16;H01M4/06;H01M4/08
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

本發明屬于電池領域，具體涉及一種鋰一次電池。以芳香羰基化合物為正極活性物質，金屬鋰或鋰合金為負極，電解液為有機電解液；所述的電解液中加入氟代碳酸乙烯酯FEC作為添加劑。根據本發明得到的鋰一次電池，比容量可達550mAh/g以上，比能量可達1300Wh/kg以上，并且在3個月的存儲中無明顯的自放電現象，能夠在?40℃至60℃的溫度范圍內使用，滿足一次電池的特性。且原料簡單易得，成本低廉，性能優異，極具應用前景。

技術領域

本發明屬于電池領域，具體涉及一種鋰一次電池。

背景技術

目前已經商用的鋰一次電池主要有鋰-二氧化錳電池、鋰-亞硫酰氯電池、鋰-氟化碳電池、鋰-二氧化硫電池、鋰-碘電池、鋰-硫化鐵電池等。鋰一次電池具有比容量高、比能量高、存儲壽命長等優點，且可以實現電池的小型化和輕量化。廣泛應用于各種電子設備的備用電源，醫療器械電源、航空航天、軍事領域等。隨著便攜式電子設備的普及化，電動汽車的快速發展，對鋰一次電池的需求也日益增多。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰一次電池。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種鋰一次電池，以芳香羰基化合物為正極活性物質，金屬鋰或鋰合金為負極，電解液為有機電解液；所述的電解液中加入氟代碳酸乙烯酯FEC作為添加劑。

所述的FEC的體積添加量大于電解液總量的2％。

所述的FEC的體積添加量為電解液總量的5％。

所述的芳香羰基化合物為含有羰基的單苯環至多苯環芳香羰基化合物，所述的芳香羰基化合物可以含有取代基。

所述的多苯環芳香羰基化合物的芳環個數小于等于5。

正極的采用下述方式制備：芳香羰基化合物與導電劑、粘結劑按一定比例混合均勻，根據粘結劑的性質以水或有機溶劑N-甲基吡咯烷酮NMP作為溶劑研磨為均一漿料，涂敷于集流體鋁箔或鎳箔上，真空加熱烘干后裁成指定大小制備而成。

芳香羰基化合物：導電劑：粘結劑的比例為40-85：10-40：5-20。

所述的電解液為鋰鹽的溶液，濃度為0.01-7mol/L；所述的鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰LiTFSI，六氟磷酸鋰LiPF₆，高氯酸鋰LiClO₄或者四氟硼酸鋰LiBF₄；所述的電解液的溶劑為鏈狀醚類、環狀醚類、鏈狀碳酸酯、環狀碳酸酯、鏈狀酯或者環狀酯。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

根據本發明得到的鋰一次電池，比容量可達550mAh/g以上，比能量可達1300Wh/kg以上，并且在3個月的存儲中無明顯的自放電現象，能夠在-40℃至60℃的溫度范圍內使用，滿足一次電池的特性。且原料簡單易得，成本低廉，性能優異，極具應用前景。

附圖說明

圖1是實施例9，10-蒽醌作為正極活性物質的鋰一次電池的比容量-電壓的放電曲線。

圖2是實施例9，10-蒽醌作為正極活性物質的鋰一次電池的比能量-電壓的放電曲線。

圖3是實施例9，10-蒽醌作為正極活性物質的鋰一次電池的自放電曲線，采用先放電后靜置的方式進行間歇性放電，每次靜置時間為7天。

圖4是實施例9，10-蒽醌作為正極活性物質的鋰一次電池的高低溫性能曲線，測試范圍-40℃至60℃，電流密度20mA/g。

圖5是實施例9，10-蒽醌作為正極活性物質的鋰一次電池放電至1.5V后對AQ電極片進行的XPS表征得到的F1s高分辨譜。

圖6是不同個數芳環的羰基化合物在20mA/g下的恒電流放電曲線。