專利名稱：一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到電池的技術領域，特別是指一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法。
背景技術：
鋰/亞硫酰氯(Li/S0Cl2)電池是一種以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯(SOCl2)溶液作電解液的鋰電池。鋰/亞硫酰氯電池具有比能量高、比功率大、放電電壓平穩(wěn)、儲存壽命長等特性，在航空航天、水中兵器、導航設備、地質勘探、儀器儀表等軍事和民用工業(yè)中都有廣泛的應用。鋰/亞硫酰氯電池是目前電池領域中比能量和比功率最高的一種電池。鋰/亞硫酰氯電池存在的主要問題是電壓滯后與安全問題，其中電壓滯后問題嚴重影響著鋰/亞硫酰氯電池的優(yōu)異性能的發(fā)揮，嚴重制約著鋰/亞硫酰氯電池的應用領域。 而導致鋰/亞硫酰氯電池電壓滯后的主要原因，則是在電池反應過程中的生成物氯化鋰 (LiCl)附著在鋰金屬陽極上形成一層致密的鈍化膜，從而阻止電池反應繼續(xù)進行。電池長期貯存或在高溫條件下使用，這種致密的鈍化膜不斷增厚，其電壓滯后現象更為嚴重。現行的鋰/亞硫酰氯電池陰極的制作方法，包括如下步驟按一定物料配比將去離子水、無水乙醇加入到攪拌桶內攪拌，再向攪拌桶內加入乙炔黑，繼續(xù)攪拌，最后再向攪拌桶內加入濃度為60%的聚四氟乙烯乳液，充分攪拌，制成鋰/亞硫酰氯電池陰極的“膏狀物”，然后再將“膏狀物”除水和加熱纖維化而加工成所需的陰極極片。按照上述工藝生產的鋰/亞硫酰氯電池，存在電壓滯后與安全問題。為了消除鋰 /亞硫酰氯電池電壓滯后現象，大多采用改善陰極和陽極的集流形式，或改善電解液的雜質含量及摩爾濃度，以降低電池內阻；在電池內部或外部加裝電子元件，使電池處于弱放電狀態(tài)，以弱化鈍化膜的形成；在陰極和電解液中添加金屬酞菁化合物或硫化物等方式，以改善電壓滯后性能。上述方法有些能在一定程度上改善了鋰/亞硫酰氯電池的某些性能，但有些則其以“犧牲”鋰/亞硫酰氯電池的容量為代價，削弱了鋰/亞硫酰氯電池的另外一些性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種改善鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后性能，并能在低溫和中、高倍率放電條件下使用的鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，包括如下步驟
a、計量將乙炔黑、異丙醇、濃度為60%的聚四氟乙烯乳液、鈣金屬鹵化物和去離子水依次按照質量比為1:0.5:0. 1:0. 0Γ0. 06:5、的比例進行配比、計量；
b、操作
1)、將計量后的去離子水加入到攪拌機料桶內；2)、將計量后的異丙醇加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；
3)、將計量后的鈣金屬鹵化物加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；
4)、將計量后的濃度為60%的聚四氟乙烯乳液加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；
5)、將計量后的乙炔黑加入到攪拌機料桶內，攪拌45飛5分鐘，得到“膏料”；
6)、將上述的“膏料”取出，進行除水和纖維化，其中溫度控制在200°C 240°C，時間控制在8 12小時；
7)、將纖維化后“膏料”取出，放入計量后的異丙醇的飽和溶液中進行浸泡，浸泡時間為 13^17分鐘；
8)、將浸泡后的“膏料”取出后，進行輥壓成膜，制得成品。所述的鈣金屬鹵化物為氯化鈣。本發(fā)明的有益效果是生產工藝流程簡單，材料與制造成本較低，陰極極片合膜成型可靠。這種鈣金屬鹵化物的加入，使鋰/亞硫酰氯電池的性能得到極大的改善。這是因為鈣在亞硫酰氯中具有較好的開路電壓、較好的放電容量和較好的抗亞硫酰氯鈍化等優(yōu)秀特性。因此，由于鈣金屬鹵化物的加入，通過鋰/亞硫酰氯電池中陰極活性物質亞硫酰氯的作用，抑制了金屬鋰陽極表面“鈍化膜”的形成，使鋰/亞硫酰氯電池取得了良好的放電電壓和放電容量，顯著改善了鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后現象。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法作進一步的詳細描述。實施例1
一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，包括如下步驟 a、計量
稱取乙炔黑3000g ； 稱取異丙醇1500g ；
稱取濃度為60%的聚四氟乙烯乳液300g ； 稱取氯化鈣120g ； 稱取去離子水21000g。b、操作
1)、將21000g去離子水加入到攪拌機料桶內；
2)、將1500g異丙醇加入到攪拌機料桶內，攪拌4分鐘；
3)、將120g氯化鈣加入到攪拌機料桶內，攪拌4分鐘；
4)、將300g濃度為60%的聚四氟乙烯乳液加入到攪拌機料桶內，攪拌6分鐘；
5)、將3000g乙炔黑加入到攪拌機料桶內，攪拌55分鐘；
6)、將攪拌好的“膏料”取出，放入不銹鋼料盤中，送入電加熱鼓風爐，除水，纖維化，電加熱鼓風爐溫度設置220°C，10小時，制得“膏料”；
7)、將“膏料”取出，放入異丙醇的飽和溶液中浸泡13分鐘；
8)、將浸泡后的“膏料”取出后，通過輥壓機，輥壓成膜，制得成品。實施例2一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，包括如下步驟 a、計量
稱取乙炔黑3000g ； 稱取異丙醇1500g ；
稱取濃度為60%的聚四氟乙烯乳液300g ； 稱取氯化鈣180g ； 稱取去離子水18000g。b、操作
1)、將ISOOOg去離子水加入到攪拌機料桶內；
2)、將1500g異丙醇加入到攪拌機料桶內，攪拌6分鐘；
3)、將180g氯化鈣加入到攪拌機料桶內，攪拌4分鐘；
4)、將300g濃度為60%的聚四氟乙烯乳液加入到攪拌機料桶內，攪拌4分鐘；
5)、將3000g乙炔黑加入到攪拌機料桶內，攪拌65分鐘；
6)、將攪拌好的“膏料”取出，放入不銹鋼料盤中，送入電加熱鼓風爐，除水，纖維化，電加熱鼓風爐溫度設置240°C，8小時，制得“膏料”；
7)、將“膏料”取出，放入異丙醇的飽和溶液中浸泡17分鐘；
8)、將浸泡后的“膏料”取出，通過輥壓機，輥壓成膜，制得成品。實施例3
一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，包括如下步驟
a、計量
稱取乙炔黑3000g ； 稱取異丙醇1500g ；
稱取濃度為60%的聚四氟乙烯乳液300g ； 稱取氯化鈣60g ； 稱取去離子水15000g。b、操作
b、操作
1)、將15000g去離子水加入到攪拌機料桶內；
2)、將1500g異丙醇加入到攪拌機料桶內，攪拌5分鐘；
3)、將60g氯化鈣加入到攪拌機料桶內，攪拌5分鐘；
4)、將300g濃度為60%的聚四氟乙烯乳液加入到攪拌機料桶內，攪拌5分鐘；
5)、將3000g乙炔黑加入到攪拌機料桶內，攪拌55分鐘；
將攪拌好的“膏料”取出，放入不銹鋼料盤中，送入電加熱鼓風爐，除水，纖維化，電加熱鼓風爐溫度設置220°C，10小時，制得“膏料”；
7)、將“膏料”取出，放入異丙醇的飽和溶液中浸泡15分鐘；
8)、將浸泡后的“膏料”取出，通過輥壓機，輥壓成膜，制得成品。結合上述實施例，本發(fā)明是通過在鋰/亞硫酰氯電池陰極中添加一種鈣金屬鹵化物。這種鈣金屬鹵化物的加入，使鋰/亞硫酰氯電池的性能得到極大的改善。這是因為鈣在亞硫酰氯中具有較好的開路電壓、較好的放電容量和較好的抗亞硫酰氯鈍化等優(yōu)秀特性。因此，由于鈣金屬鹵化物的加入，通過鋰/亞硫酰氯電池中陰極活性物質亞硫酰氯的作用， 抑制了金屬鋰陽極表面“鈍化膜”的形成，使鋰/亞硫酰氯電池取得了良好的放電電壓和放電容量，顯著改善了鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后現象。 上述的實施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發(fā)明；應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，其特征在于包括如下步驟a、計量將乙炔黑、異丙醇、濃度為60%的聚四氟乙烯乳液、鈣金屬鹵化物和去離子水依次按照質量比為1:0.5:0. 1:0. 0Γ0. 06:5、的比例進行配比、計量；b、操作1)、將計量后的去離子水加入到攪拌機料桶內；2)、將計量后的異丙醇加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；3)、將計量后的鈣金屬鹵化物加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；4)、將計量后的濃度為60%的聚四氟乙烯乳液加入到攪拌機料桶內，攪拌4飛分鐘；5)、將計量后的乙炔黑加入到攪拌機料桶內，攪拌45飛5分鐘，得到“膏料”；6)、將上述的“膏料”取出，進行除水和纖維化，其中溫度控制在200°C 240°C，時間控制在8 12小時；7)、將纖維化后“膏料”取出，放入計量后的異丙醇的飽和溶液中進行浸泡，浸泡時間為 13^17分鐘；8)、將浸泡后的“膏料”取出后，進行輥壓成膜，制得成品。
2.根據權利要求1所述的一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，其特征在于 所述的鈣金屬鹵化物為氯化鈣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法，將乙炔黑、異丙醇、濃度為60%的聚四氟乙烯乳液、鈣金屬鹵化物和去離子水依次按照質量比為10.50.10.01~0.065~8的比例進行配比；然后依工藝順序加入到攪拌機料桶內攪拌成“膏料”；將攪拌好的“膏料”進行除水和纖維化；然后再將“膏料”放入異丙醇的飽和溶液中浸泡；最后進行輥壓成膜，制得成品。本發(fā)明提供了一種改善鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后性能，并能在低溫和中、高倍率放電條件下使用的鋰/亞硫酰氯電池陰極材料的制作方法。
文檔編號H01M4/1397GK102208623SQ20111011052
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者汪以道, 汪灃, 肖輝, 錢國珠 申請人:蘇州金科發(fā)鋰電池有限公司