專利名稱：：具有核加強(qiáng)件的鋰-二硫化鐵電池設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有卷芯(jellyroll)電極裝配件的電化學(xué)一次電池，所述電極裝配件包括基于鋰的負(fù)極、具有涂覆層的正極、以及聚合物隔板，所述涂覆層包括沉積在集電器上的二硫化鐵。所述隔板、陽(yáng)極、和陰極圍繞堅(jiān)硬的或?qū)嵭牡闹行暮死p繞成卷芯配置，該配置使得電池的內(nèi)部體積(其中卷芯可以膨脹)最小化，和/或控制膨脹發(fā)生的方式。得到的電池設(shè)計(jì)在低消耗率(lowdrainrate)試驗(yàn)中具有更好的可靠性和容量，同時(shí)維持了較好的高消耗率容量。
背景技術(shù)：
：對(duì)于各種用戶設(shè)備，電化學(xué)電池是當(dāng)前提供成本較低的便攜電能的優(yōu)選方法。用戶設(shè)備市場(chǎng)要求在這種電池中提供僅僅少量的標(biāo)準(zhǔn)化電池尺寸(例如，AA或AAA)和特定標(biāo)稱電壓(一般地，1.5V)。此外，諸如數(shù)碼相機(jī)的用戶電子設(shè)備被設(shè)計(jì)為具有相對(duì)高的電能操作需求。市場(chǎng)中的用戶通常愿意且選擇使用一次電池，這是因?yàn)橐淮坞姵叵啾扔诋?dāng)前可用的充電(即，二次)電池更方便、更可靠、壽命更持續(xù)、且單價(jià)更經(jīng)濟(jì)。在1.5V系統(tǒng)的范圍內(nèi)，相比于堿性電池、碳鋅電池、或其它電池系統(tǒng)，鋰-二硫化鐵(也稱為L(zhǎng)iFeS2、鋰黃鐵礦、或鋰鐵黃鐵礦)電池提供更高的能量密度，尤其是在高消耗率下提供更高的能量密度。對(duì)任何電化學(xué)系統(tǒng)給予的設(shè)計(jì)和工程方面的相對(duì)考慮(尤其是在鋰-二硫化鐵和其它1.5V系統(tǒng)之間)是截然不同的。例如，鋰-二硫化鐵一次電池的陰極不會(huì)像鋰離子電池和其它二次鋰電池中的陰極那樣出現(xiàn)熱擊穿問(wèn)題，鋰離子和其它二次鋰電池的放電機(jī)制、電池成分、和安全考慮對(duì)鋰-二硫化鐵一次系統(tǒng)是大體無(wú)影響的和/或不適用的。即便鋰-二硫化鐵電池對(duì)于高電能設(shè)備具有固有優(yōu)點(diǎn)，電池設(shè)計(jì)也需要在以下要素之間平衡考慮:使用材料的成本、必要的安全設(shè)備和整體可靠性的結(jié)合(incorporation)、輸出容量和被設(shè)計(jì)電池的使用用途。例如，卷芯設(shè)計(jì)使電極之間的表面面積最大化，并且給予更大的放電效率，但是這樣可能犧牲低功率和低速率放電時(shí)的容量，這是因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)使用更不具活性的材料，諸如隔板和集電器(兩者都占據(jù)內(nèi)部體積，由此需要從電池設(shè)計(jì)中移除活性材料)。除了改進(jìn)容量之外，電池設(shè)計(jì)者還必須考慮其它重要特性，諸如安全性和可靠性。安全的設(shè)備通常包括排氣機(jī)制和熱激活的“關(guān)閉”元件，諸如正熱電路(PTC)。對(duì)可靠性的改進(jìn)主要集中在防止內(nèi)部短路。在這兩個(gè)情況中，這些特性還需要一些占據(jù)了內(nèi)部體積的元件和/或需要一些設(shè)計(jì)考慮，這些設(shè)計(jì)考慮常常與電池內(nèi)部電阻、效率和放電容量相悖逆。運(yùn)輸條例進(jìn)一步構(gòu)成限制，這是因?yàn)檫@些條例可能限制在進(jìn)行熱循環(huán)期間可以損失的鋰的量和鋰電池重量百分比的量，這意味著AA和AAA等較小的容器尺寸僅能損失數(shù)毫克的總電池重量。此外，活性材料和非水的有機(jī)電解質(zhì)的反應(yīng)特征和易變特征嚴(yán)重地限制了潛在的可用材料的通用性。對(duì)鋰-二硫化鐵一次電池系統(tǒng)獨(dú)有的最困難的挑戰(zhàn)之一是在放電期間陰極的膨脹，其在低消耗率(例如，連續(xù)<20mA)期間和/或升溫(例如，>45°C，尤其地，>70°C)時(shí)會(huì)惡化。該系統(tǒng)的累積反應(yīng)的產(chǎn)物已知比原始的活性材料具有明顯更低的密度。因此，即使在放電期間鋰陽(yáng)極被消耗，包含在電池內(nèi)的所有材料的整體體積也會(huì)增加，由此向電池容器施加了向外的膨脹力。這些力可能是每平方英寸上數(shù)千磅壓力的級(jí)別，并且已知會(huì)引起所述容器的凸起甚至開(kāi)裂。即使使用高環(huán)形強(qiáng)度的圓柱形容器(與棱柱式要素相比)，施加在內(nèi)部成分(尤其是隔板)上的力也可能足夠強(qiáng)以物理地使這些材料受到損害，由此引起直接短路和/或使電池?zé)o法輸出其期望的容量。事實(shí)上，鋰-二硫化鐵電池的膨脹問(wèn)題可能比二次電池系統(tǒng)中觀測(cè)到的“隆起”問(wèn)題大得多，這進(jìn)一步證實(shí)了鋰二次電池設(shè)計(jì)對(duì)于鋰-二硫化鐵一次系統(tǒng)所存在的獨(dú)有問(wèn)題的不適用性。處理這些問(wèn)題的一種建議方式是在理想的內(nèi)部體積利用和可接受的LiFeS2電池容量/性能之間找到適當(dāng)?shù)钠胶?。例如，美?guó)專利N0.4，379，815公開(kāi)了一種可行方案，通過(guò)將一種或多種其它活性材料(諸如CuO、Bi203、Pb2Bi2O5,P3O4,CoS2)與黃鐵礦混合，在陰極膨脹和陽(yáng)極收縮之間進(jìn)行平衡，盡管一相比于與之相當(dāng)?shù)募冧?二硫化鐵的電池一這些額外的材料可能對(duì)所期望的電池放電特性和電池的容量和效率有負(fù)面影響。調(diào)節(jié)陰極膨脹的另一方式是在所述容器的屈服強(qiáng)度和所述容器內(nèi)的空隙空間或陰極中的活性材料的量之間進(jìn)行平衡。例如，在2003年11月21日提交的美國(guó)專利公開(kāi)N0.2005/0112462和2004年12月22日提交的美國(guó)專利公開(kāi)N0.2005/0233214中，隨著所設(shè)計(jì)的電極空隙容積量的減小(彼處表示為隨圖2中的卷芯的剖面空隙而變化)，而發(fā)生隔板的物理完整性受損，其中隔板的物理完整性自身取決于網(wǎng)和交叉網(wǎng)方向這兩者中的拉伸強(qiáng)度。接著，隔板的受損引起電池的期望容量/設(shè)計(jì)容量損失。在2008年10月17日提交的美國(guó)專利公開(kāi)N0.2009/0104520中，將陰極混合的干式混合密度和/或陰極組成成分的重量百分比選擇為達(dá)到用于容器材料的屈服強(qiáng)度的預(yù)定范圍。在任一種情況中，都必須維持電池空隙的某一最小級(jí)別以允許陰極膨脹。因此，諸如美國(guó)專利N0.4，259，416或美國(guó)專利公開(kāi)N0.2010/0021801所公開(kāi)的、包含內(nèi)建的卷芯或安全“針腳裝配件”的電池設(shè)計(jì)僅限于鋰二次系統(tǒng)。處理鋰-二硫化鐵一次電池中的空隙空間還有其它原因。例如，如美國(guó)專利公開(kāi)N0.2010/0086833所公開(kāi)的，技術(shù)人員可能有動(dòng)機(jī)增加電解質(zhì)(或其它活性的電池成分)的體積，以處理由鋰-二硫化鐵電池的放電產(chǎn)物引起的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明至少部分地基于這樣的理解，S卩，對(duì)容量的改進(jìn)代表了基本良好的電池設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，為了輸出更大容量，需要仔細(xì)考慮鋰-二硫化鐵放電時(shí)的徑向膨脹力和其它工作中的動(dòng)態(tài)情況。例如，如果設(shè)計(jì)中設(shè)置了不足的隔板(或任何其它基本的電池成分)厚度，那么在放電期間陰極中的徑向膨脹力可能引起硬短路和/或物理斷開(kāi)或切斷一個(gè)或兩個(gè)電極。硬短路形成顯著的安全問(wèn)題并且將立即毀掉電池效用，同時(shí)電池將停止輸出容量而不考慮發(fā)生斷電時(shí)活性材料是否被放電完畢。在考慮維持電連接的整體性、電池的關(guān)閉/排氣機(jī)制等時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似情況。因此，電池的容量可以是針對(duì)電池設(shè)計(jì)的整體耐久性和魯棒性的重要度量，尤其是當(dāng)電池設(shè)計(jì)者被限制為使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的用戶電池(例如，AA或FR6;AAA或FR03;等)時(shí)。作為容量是電池設(shè)計(jì)的實(shí)際度量的必然結(jié)果，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，必須在考慮整體的電池系統(tǒng)的情況下做出設(shè)計(jì)的選擇，尤其是特定成分的選擇。特定合成物可能對(duì)電池中的其它成分和合成物具有不可思議的或未預(yù)料的效果。類似地，在標(biāo)準(zhǔn)尺寸電池中，特定元件的選擇必然會(huì)占據(jù)容器內(nèi)的體積，而該體積原本可用于其它元件。因此，設(shè)計(jì)選擇的互相依賴說(shuō)明了，容量的任何增加，尤其是在于其它方面對(duì)電池的安全或性能沒(méi)有負(fù)面影響的情況下的增加，比簡(jiǎn)單地添加更多活性材料要復(fù)雜得多。發(fā)明人非常驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)減少和/或特別限制某些種類LiFeS2電池的容器內(nèi)可用于陰極膨脹的空隙空間量，得到的電池可以維持延長(zhǎng)的容量和使用壽命。該發(fā)現(xiàn)在低消耗、高溫條件下(此條件下黃鐵礦的陰極膨脹通常最為糟糕)是最明顯的。因此，用于電化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)、制造這種電池的方法、及對(duì)這種電池進(jìn)行放電的方法都是期望的。在設(shè)想使用外圍形狀不同于容器內(nèi)直徑的相應(yīng)形狀和/或電極裝配件本身的外部形狀的圓柱形插入件的前提下，該發(fā)現(xiàn)不必限于鋰-二硫化鐵電池。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提出一種1.5伏鋰-二硫化鐵一次電池。該電池具有:圓柱形容器，其具有覆蓋在該容器的開(kāi)口端之上的頂蓋；螺旋形纏繞的電極裝配件，其包括陽(yáng)極、聚合物隔板、及陰極，其中，所述陽(yáng)極基本上由鋰或鋰合金的金屬性箔組成，所述陰極包括陰極混合物，所述陰極混合物包括至少部分地涂覆在金屬性集電器兩側(cè)上的二硫化鐵；以及，核，其同心地置于所述電極裝配件內(nèi)，以促進(jìn)隨著所述電池放電的所述陰極混合物的均勻膨脹。該實(shí)施例的額外特征可以包括以下任意一項(xiàng)或其組合:其中，所述核包括惰性的圓柱形棒；其中，所述棒由絕緣聚合物構(gòu)成；其中，所述聚合物選自:聚丙烯、聚乙烯、及乙烯三氟氯乙烯共聚物；其中，所述核包括所述陰極的一部分；其中，所述陰極在所述核處的該部分未被陰極混合物涂覆；其中，所述陰極的該部分構(gòu)成所述螺旋形纏繞的電極裝配件的多于一圈的纏繞；其中，所述核具有與所述容器的剖面形狀不同的剖面形狀；還包括:至少一個(gè)引線，其在一個(gè)被選擇為減少在所述電池放電時(shí)由所述引線引起的所述電極裝配件上的壓力的點(diǎn)處貼附于所述電極裝配件；其中，所述核的所述剖面形狀選自:圓形、橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，所述核被構(gòu)成為隨著所述電池放電以均勻方式塌下(collapse)；其中，所述金屬性集電器具有外向面和內(nèi)向面，以及其中涂覆到所述外向面的二硫化鐵比涂覆到所述內(nèi)向面的二硫化鐵更多；還包括:焊接引線，其將所述電極裝配件電連接到所述容器或所述頂蓋，并且其中，所述電極裝配件的外直徑和所述容器的內(nèi)直徑使得在所述電池放電之前，在所述內(nèi)直徑和所述外直徑之間存在連續(xù)的空隙；其中，所述核促進(jìn)陰極混合物隨著電池放電而均勻膨脹；和/或其中，所述核包括卷筒。在第二實(shí)施例中，考慮一種電化學(xué)電池。該電池具有:圓柱形容器，其高度大于直徑；螺旋形纏繞的電極裝配件，其包括陽(yáng)極、隔板、及陰極；以及，圓柱形核，其同心地置于所述電極裝配件內(nèi)，并在所述容器的整個(gè)高度上具有不同于所述圓柱形容器的剖面形狀的剖面形狀。該電池的額外方面可以從以下任意一項(xiàng)或其組合中選擇:其中，所述圓柱形容器的剖面形狀是圓形；其中，所述圓柱形核的剖面形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，所述圓柱形核是中空的；其中，引線在所述電極裝配件內(nèi)貼附于靠近所述核的剖面形狀的平坦圓周部分處；其中，所述核被構(gòu)成為隨著所述電池放電以均勻方式塌下；和/或其中，所述核包括卷筒。在另一實(shí)施例中，公開(kāi)一種制造鋰-二硫化鐵一次電池的方法。所述方法包括:產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件的步驟，所述電極裝配件包括鋰或鋰合金的陽(yáng)極和二硫化鐵的陰極，所述陰極至少部分地涂覆在薄金屬條帶的兩側(cè)，使得所述電極裝配件具有外圓周形狀和中心開(kāi)孔，其中所述中心開(kāi)孔具有內(nèi)圓周形狀；控制所述電極裝配件使適于當(dāng)所述電池隨后放電時(shí)均勻地維持所述電極裝配件的整體性的步驟；以及，將所述電極裝配件布置在高度大于直徑的圓柱形容器內(nèi)的步驟。額外步驟可以包括以下任意一項(xiàng)或其組合:其中，通過(guò)在所述電極裝配件的所述中心開(kāi)孔內(nèi)同心地布置圓柱形棒，以實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)所述電極裝配件的控制；其中，所述圓柱形棒被設(shè)計(jì)為隨著所述電池放電以均勻方式塌下；其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀i)與所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀匹配，并且ii)與所述圓柱形容器的形狀不同；其中，所述圓柱形棒的外部形狀從以下構(gòu)成的組中選擇:橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，通過(guò)物理地壓縮所述電極裝配件以改變所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀，實(shí)現(xiàn)使所述電極裝配件性質(zhì)均勻；其中，所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，通過(guò)在所述薄金屬條帶的一側(cè)涂覆比另一側(cè)更多的二硫化鐵，以實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制；其中，所述電極裝配件具有外直徑且所述容器具有內(nèi)直徑，并且所述電極裝配件置于所述容器內(nèi)，使得在所述電池放電之前，在所述內(nèi)直徑和所述外直徑之間存在連續(xù)的空隙，并且所述方法還包括將與所述電極裝配件電連接的弓I線焊接到所述容器或安裝在所述容器的開(kāi)口端上的頂蓋；和/或其中，所述圓柱形棒是用于產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件的卷筒。在又一實(shí)施例中，公開(kāi)一種制造電池的方法，所述方法包括:產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件，使得所述電極裝配件具有外圓周形狀和中心開(kāi)孔，其中所述中心開(kāi)孔具有內(nèi)圓周形狀；控制所述電極裝配件使適于，使所述中心開(kāi)孔具有不同于所述裝配件的所述外圓周形狀的形狀；以及，將所述電極裝配件布置在高度大于直徑的圓柱形容器內(nèi)。額外的實(shí)施例可以包括以下任意一項(xiàng)或其組合:其中，通過(guò)在所述電極裝配件的所述中心開(kāi)孔內(nèi)同心地布置圓柱形棒，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制，并且其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀:i)與所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀匹配，并且ii)與所述圓柱形容器的形狀不同；其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀選自:圓形、橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，所述圓柱形棒是用于產(chǎn)生所述螺旋形纏繞的電極裝配件的卷筒；和/或其中，通過(guò)在物理上壓縮所述電極裝配件，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制。第四實(shí)施例提出一種電化學(xué)電池，包括:圓柱形容器，其高度大于直徑且具有覆蓋在該容器的開(kāi)口端之上的頂蓋；螺旋形纏繞的電極裝配件，其包括陽(yáng)極、聚合物隔板、及陰極；圓柱形核，同心地置于所述電極裝配件內(nèi)；并且其中施加以下多個(gè)條件中的一個(gè):A)所述核具有與圓柱形容器的剖面形狀不同的剖面形狀；或B)所述陽(yáng)極基本上由鋰或鋰合金的金屬性箔組成，所述陰極包括陰極混合物，所述陰極混合物包括至少部分地涂覆在金屬性集電器上的二硫化鐵，所述容器具有圓形剖面形狀且以下中的至少一項(xiàng):i)所述核隨著所述電池放電以均勻方式塌下，和ii)所述核具有與圓柱形容器的剖面形狀不同的剖面形狀。該實(shí)施例中的其它特征可以包括以下任意一項(xiàng)或其組合:其中，所述圓柱形容器的剖面形狀是圓形的且所述核的剖面形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，所述核是中空的；還包括:至少一個(gè)引線，所述引線在所述電極裝配件內(nèi)貼附于靠近所述核的剖面形狀的平坦圓周部分處；其中，所述核是惰性的圓柱形棒，并且更具體地，所述核是由絕緣聚合物構(gòu)成的圓柱形棒，所述絕緣聚合物選自:聚丙烯、聚乙烯、及乙烯三氟氯乙烯共聚物；其中，所述核包括:陰極的一部分、整體卷筒、在一側(cè)上未涂覆陰極混合物的陰極的一部分、或在兩側(cè)上均未涂覆陰極混合物的陰極的一部分。最后一個(gè)實(shí)施例考慮了一種制造電池的方法，包括:產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件的步驟，使得所述電極裝配件具有外圓周形狀和中心開(kāi)孔，其中所述中心開(kāi)孔具有內(nèi)圓周形狀；控制所述電極裝配件使適于使所述中心開(kāi)孔具有不同于裝配件的外圓周形狀的形狀；以及，將所述電極裝配件布置在高度大于直徑的圓柱形容器內(nèi)。在該實(shí)例中，額外的步驟可以包括以下中的任意一項(xiàng)或其組合:其中，通過(guò)在所述電極裝配件的所述中心開(kāi)孔內(nèi)同心地布置圓柱形棒，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制，并且其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀:i)與所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀匹配，并且ii)與所述圓柱形容器的形狀不同；其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀選自:環(huán)形、橢圓形、矩形、三角形、或C形；其中，所述圓柱形棒是用于產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件的卷筒；其中，所述圓柱形棒被設(shè)計(jì)為隨著所述電池放電以均勻方式塌下；其中，通過(guò)在物理上壓縮所述電極裝配件，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制；和/或其中，所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形。圖1示出了鋰-二硫化鐵電化學(xué)電池的電池設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例。圖2A-圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的電極裝配件和核的剖面配置。圖3A和圖3B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的放電之前和放電之后的電極裝配件的剖面圖。具體實(shí)施例方式除非另有說(shuō)明，本申請(qǐng)所使用的在以下列出的術(shù)語(yǔ)在本公開(kāi)內(nèi)容中被限定及使用為:環(huán)境溫度或室內(nèi)溫度:在約20°C和約25°C之間；除非另有說(shuō)明，所有例子、數(shù)據(jù)、和其它性能和制造信息都在環(huán)境溫度下進(jìn)行；陽(yáng)極:負(fù)極；更具體地，在鋰-二硫化鐵電池中，本質(zhì)上由鋰和/或鋰合金(B卩，鋰占至少90%重量的合金)作為僅有的電化學(xué)活性材料，而不使用不同的、全電極長(zhǎng)度的集電器；容量:在規(guī)定的一組條件(例如，消耗率、溫度等)下在放電期間由單個(gè)電極或整個(gè)電池輸出的容量；通常表不為暈安-小時(shí)(mAh)、或暈瓦-小時(shí)(mWh)、或數(shù)碼相機(jī)測(cè)試中拍攝的圖像數(shù)量；陰極:正極；更具體地，在鋰-二硫化鐵電池中，本質(zhì)上由一陰極混合物構(gòu)成，該陰極混合物包括至少部分地涂覆到金屬性集電器基底的兩側(cè)上的、作為主要的電化學(xué)活性材料(例如，大于50%，更優(yōu)選地大于80%_95%，最優(yōu)選地是100%)的二硫化鐵(和/或所摻雜的二硫化鐵衍生物)和可選的流變的、聚合的和/或?qū)щ姷奶砑觿?；該定義尤其排除了球形的陰極；電池殼體:物理封裝電極裝配件的結(jié)構(gòu)，其中所述電極裝配件包括所有封裝于內(nèi)部的安全設(shè)備、惰性成分、及構(gòu)成全功能電池的連接材料；通常這些成分包括容器(形成為杯形，也稱為“罐”)和封蓋(與所述容器的開(kāi)口配合，通常包括用于防止電解質(zhì)漏出和濕氣/空氣進(jìn)入的排氣和密封機(jī)構(gòu));取決于上下文，有時(shí)候可以與術(shù)語(yǔ)“罐”或“容器”可交換使用；圓柱形電池尺寸:任何電池殼體具有高度大于直徑的筒體；該定義特別排除鈕扣電池、微型電池、或試驗(yàn)性的“冰球”電池；數(shù)碼相機(jī)測(cè)試(也稱為ANSI數(shù)碼相機(jī)測(cè)試):按照便攜式鋰一次電池和蓄電池美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-一般和具體規(guī)定(AmericanNationalStandardforPortableLithiumPrimaryCellsandBatteries-GeneralandSpecifications)所公布的、題為“BatterySpecificationl5LF(AAlithiumirondisulfide),Digitalcameratest(電池規(guī)定15LF(AA鋰-二硫化鐵)，數(shù)碼相機(jī)測(cè)試)”的ANSIC18.3M，12005部分所給出的測(cè)試過(guò)程，相機(jī)每分鐘拍兩張圖片(圖像)直到電池壽命耗盡。該測(cè)試包括對(duì)AA尺寸的鋰-二硫化鐵電池以1500mff放電2秒，以650mW放電28秒，該30秒周期重復(fù)共5分鐘的循環(huán)(10個(gè)周期)，之后是55分鐘的休息周期(即，OmW)。整一小時(shí)的周期每天24小時(shí)循環(huán)，直到記錄到最終1.05伏或更低的電壓。每個(gè)所述30秒周期用于展示一幅數(shù)碼相機(jī)圖像。電化學(xué)活性材料:一個(gè)或多個(gè)化學(xué)化合物，是電池的放電反應(yīng)的一部分，并且對(duì)電池的放電容量有幫助，包括少量(例如，少于10%，更優(yōu)選地少于5%，最優(yōu)選地少于1%)的雜質(zhì)和材料固有的其它部分；電極裝配件界面區(qū):卷芯電極裝配件的整個(gè)區(qū)域，其中陽(yáng)極、陰極、和隔板都被對(duì)準(zhǔn)，以使得能夠進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)(例如，圓柱形的卷芯電極裝配件中的電極裝配件界面高度將由縱向軸線確定，陽(yáng)極、陰極、和隔板于該軸線上彼此垂直鄰接);FR6電池:參考2000年11月或之后國(guó)際電工委員會(huì)發(fā)布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC-60086-1,圓柱形電池尺寸的鋰-二硫化鐵具有約50.5mm的最大外高度和約14.5mm的最大外直徑；FR03電池:參考2000年11月或之后國(guó)際電工委員會(huì)發(fā)布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC-60086-1,圓柱形電池尺寸的鋰-二硫化鐵具有約44.5mm的最大外高度和約10.5mm的最大外直徑；“卷芯”電極裝配件:陽(yáng)極和陰極條帶，連同合適的聚合物隔板，一起通過(guò)沿它們的長(zhǎng)度或?qū)挾确较?例如，繞一個(gè)卷筒(mandrel)或中心核)纏繞而被組合成裝配件；與螺旋形纏繞的電極裝配件同義使用且可相互交換；負(fù)載:針對(duì)最后干燥的和高密化后的、涂覆至箔集電器上的陰極混合物而言，指集電器的規(guī)定區(qū)域的單個(gè)面上發(fā)現(xiàn)的規(guī)定材料的量，通常表述為在界面對(duì)準(zhǔn)的陰極集電器的一平方厘米部分的單側(cè)上的總陰極混合物(即，包括黃鐵礦、膠凝物、導(dǎo)體、添加劑等)的毫克數(shù)；標(biāo)稱:一個(gè)值，通常由制造商規(guī)定，表示對(duì)一個(gè)特性或?qū)傩缘钠谕?；黃鐵礦:形成二硫化鐵的優(yōu)選礦種，當(dāng)用于電池時(shí)通常包括至少90%以及更優(yōu)選的至少95%的電化學(xué)活性的二硫化鐵；也被稱為鐵黃鐵礦(ironpyrite)；固體填充:在涂覆層(但不包括集電器)中，固體粒子(例如，電化學(xué)活性材料、黏合齊U、導(dǎo)體等)在該涂覆層中占據(jù)的體積相比于該涂覆層的總體積的比例，該比例在該涂覆層已經(jīng)干燥和高密化后進(jìn)行測(cè)量；通常表達(dá)為一個(gè)百分比，也可以表達(dá)為涂覆層的孔隙率的反轉(zhuǎn)(B卩，100%減去涂覆層孔隙率的百分比)；特定能量密度:將設(shè)定條件(例如，以200mA的連續(xù)消耗放電，界面容量上的總輸入等)下的電極、電池、或蓄電池容量除以整個(gè)電池或蓄電池的總重量，通常以瓦特-小時(shí)/千克(Wh/kg)或毫瓦-小時(shí)/克(mWh/g)表示；參考圖1可以更好地理解本發(fā)明。在圖1中，電池10是FR6(AA)型圓柱形LiFeS2電池的一個(gè)實(shí)施例，雖然本發(fā)明對(duì)FR03(AAA)或其它圓柱形電池也具有相同的適用性。在一個(gè)實(shí)施例中，電池10具有包括容器的殼體，所述容器為具有封閉的底部和開(kāi)口頂端的罐12的形式，所述開(kāi)口頂端由電池蓋14和墊圈16封閉。罐12在靠近所述開(kāi)口頂端處具有卷邊或直徑減小的臺(tái)階部以支撐墊圈16和蓋14。墊圈16被壓在罐12和蓋14之間以將陽(yáng)極(或負(fù)極)18、陰極(或正極)20、及液體電解質(zhì)(未示出)密封在電池10內(nèi)。陽(yáng)極18、陰極20、及隔板26螺旋形地共同纏繞成電極裝配件。陰極20具有金屬集電器22，集電器22從電極裝配件的頂端延伸并且通過(guò)接觸彈簧24連接到蓋14的內(nèi)表面。陽(yáng)極18通過(guò)金屬引線(或金屬片)36電連接到罐12的內(nèi)表面。引線36緊固到陽(yáng)極18，從電極裝配件的底部延伸，并且跨過(guò)底部且沿電極裝配件的側(cè)面向上彎折。引線36與罐12的側(cè)壁內(nèi)表面進(jìn)行壓力接觸。在電極裝配件被纏繞之后，其可以在制造工藝中通過(guò)工具加工而于插入之前被保持為整體，或者可以通過(guò)例如熱密封、膠合、或帶縛將材料(例如，隔板或聚合物膜外包裹38)的外端緊固。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣錐46環(huán)繞電極裝配件的頂端的外圍部分，以防止陰極集電器22與罐12接觸，并且通過(guò)隔板26的向內(nèi)彎折延伸和位于罐12底部的電絕緣底盤(pán)44防止陰極20的底邊和罐12的底部之間接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，電池10具有分離的正極端子蓋40，正極端子蓋40具有一個(gè)或多個(gè)排氣孔(未示出)并且被罐12的向內(nèi)皺褶的頂邊和墊圈16保持在合適位置。罐12可以用作負(fù)極接觸端子。諸如有粘性的標(biāo)簽48的絕緣殼可以應(yīng)用于罐12的側(cè)壁。在一個(gè)實(shí)施例中，在端子蓋40的外圍法蘭和電池蓋14之間設(shè)置有正溫度系數(shù)(PTC)設(shè)備42，正溫度系數(shù)設(shè)備42實(shí)質(zhì)上限制了濫用電氣條件下的電流流動(dòng)。在另一實(shí)施例中，電池10還可以包括泄壓孔。電池蓋14具有包括向內(nèi)突出中心排氣井28的開(kāi)孔，排氣井28的底部具有排氣孔30。所述開(kāi)孔被排氣球32和薄壁熱塑料形軸襯34密封，薄壁熱塑料形軸襯34被壓縮在排氣井28的豎直壁和排氣球32的外圍之間。當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，所述排氣球32，或所述排氣球32和軸襯34兩者，被迫使離開(kāi)所述開(kāi)孔以釋放來(lái)自電池10的加壓氣體。在其它實(shí)施例中，減壓排氣孔可以是由斷裂膜封閉的開(kāi)孔(類似于美國(guó)專利7，687，189所公開(kāi)的，該專利通過(guò)引用合并與此)，或者具有可以被撕破或以其它方式破裂的相對(duì)細(xì)區(qū)域(諸如矩形槽)的膜，以在電池的一部分(諸如密封板或容器壁)中形成排氣孔。在每個(gè)電極和相對(duì)的外部電池端子之間維持電連接，所述外部電池端子靠近殼體或與殼體集成。在一個(gè)實(shí)施例中，電極引線的端子部分布置在電極裝配件的側(cè)壁和罐的側(cè)壁之間，并且可以在電極裝配件插入到罐之前具有優(yōu)選地為非平面的形狀，非平面的形狀增強(qiáng)了與罐的側(cè)壁的電接觸并且提供彈簧類的力以使所述引線偏向罐的側(cè)壁。在電池制造期間，所述引線的成形端子部分可以變形，例如，朝向電極裝配件的側(cè)面變形，以有助于所述引線插入所述罐中，隨后所述引線的端子部分可以朝向其初始非平面形狀部分地彈回，但是保持至少部分地被壓縮以向罐的側(cè)壁的內(nèi)表面施加力，由此與所述罐形成良好的物理接觸和電接觸。在美國(guó)專利7，618，742中公開(kāi)了這樣的引線的一個(gè)例子，通過(guò)引用將其合并于此?？商鎿Q地，該電連接和/或電池中的其它連接也可以通過(guò)焊接的方式保持。電引線可以由將陽(yáng)極(或負(fù)極)連接到電池的一個(gè)端子(在圖1所示的FR6電池情況下為罐)的薄金屬條形成。這可以通過(guò)在陽(yáng)極的一部分內(nèi)嵌入所述引線的一端來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)簡(jiǎn)單地將諸如所述引線的一部分(例如其一端)按壓到鋰箔的表面上來(lái)實(shí)現(xiàn)。鋰或鋰合金具有粘性，并且通常所述引線和電極之間的至少輕微的、足夠的壓力或接觸將這些部件焊接在一起。可以在將負(fù)極纏繞到卷芯配置中之前，對(duì)負(fù)極設(shè)置所述引線。所述引線還可以通過(guò)合適的焊接連接到鋰和/或其它部分。包括引線36的金屬條常常是由鎳或鎳鍍鋼形成，鎳或鎳鍍鋼具有充分低的電阻(例如，通常低于15mΩ/cm，且優(yōu)選地低于4.5mQ/cm)以使得電流經(jīng)過(guò)所述引線充分輸出。合適的負(fù)電極引線的材料的例子可以包括但不限于銅、銅合金，例如銅合金7025(銅鎳合金，包括約3%的鎳、約0.65%的硅、和約0.15%的鎂，剩下的是銅和少量雜質(zhì))；銅合金110；以及不銹鋼。引線的材料應(yīng)該被選擇為使得包括非水電解質(zhì)的電化學(xué)電池內(nèi)的合成物穩(wěn)定。電池容器常常是具有封閉底部的金屬罐，諸如圖1中的罐。罐的材料和容器壁的厚度將部分地取決于電池中使用的活性材料和電解質(zhì)。常用的材料類型是鋼。例如，罐可以由冷軋鋼(CRS)形成，并且可以至少在外面鍍有鎳以保護(hù)罐的外面不被腐蝕。通常，根據(jù)本發(fā)明的CRS容器針對(duì)FR6電池可以具有7-10mil的壁厚，針對(duì)FR03電池可以具有6_9mil的壁厚?？梢愿淖冸婂冾愋鸵蕴峁└鞣N程度的耐腐蝕性，以改進(jìn)接觸阻抗或提供所期望的外表。鋼的類型可以部分地取決于容器形成的方式。對(duì)于拉伸罐(drawncan)，鋼可以是擴(kuò)散退火的、低碳的、脫氧鋁、SAE1006或等效的鋼，其顆粒尺寸是ASTM9-11并且等軸，具有略微細(xì)長(zhǎng)的顆粒形狀。其它鋼(諸如不銹鋼)可以用于滿足特殊需要。例如，當(dāng)所述罐與陰極電接觸時(shí)，不銹鋼可以用于提高對(duì)陰極和電解質(zhì)引起的腐蝕的耐受性。電池蓋可以是金屬的。可以使用鎳鍍鋼，但是不銹鋼也常常是所期望的(尤其當(dāng)封閉物和蓋電接觸陰極時(shí))。蓋的形狀復(fù)雜度也是材料選擇的一個(gè)因素。電池蓋可以具有簡(jiǎn)單形狀，諸如厚的平坦的碟，或者其可以具有更復(fù)雜的形狀，諸如圖1示出的蓋。當(dāng)蓋具有如圖1的復(fù)雜形狀時(shí)，可以使用具有ASTM8-9顆粒尺寸的304型軟退火不銹鋼，以提供期望的耐腐蝕性并且使金屬成型更方便。形成的蓋也可以被電鍍，例如使用鎳進(jìn)行電鍍，或由不銹鋼或其它已知金屬及其合金形成。端子蓋應(yīng)該對(duì)電池的制造和使用中通常遇到的周圍環(huán)境中的水或其它腐蝕物具有良好的耐腐蝕性，端子蓋還應(yīng)該具有良好的導(dǎo)電性以及在其于用戶電池中可見(jiàn)時(shí)具有吸引人的外表。端子蓋常常由鎳鍍冷軋鋼形成，或者由在所述蓋形成之后進(jìn)行鍍鎳的鋼形成，雖然不銹鋼也是可以的。當(dāng)端子位于減壓排氣孔之上時(shí)，端子蓋通常具有一個(gè)或多個(gè)孔以協(xié)助電池排氣。用于使罐和封閉物/端子蓋之間密封完美的墊圈可以由提供所期望的密封屬性的任何合適的熱塑料材料形成。材料的選擇部分地基于電解質(zhì)合成物。合適材料的例子包括聚丙烯、聚亞苯基硫化物、·四氟化物-全氟烷亞乙烯基共聚物、聚丁烯對(duì)苯二酸酯、及其組合。優(yōu)選的墊圈材料包括聚丙烯(例如，美國(guó)特拉華州威爾明頓市的BasellPolyolefins公司的PRO-FAX6524)和聚亞苯基硫化物(例如，美國(guó)德克薩斯州Woodlands市的ChevronPhillips公司的XTELXE3035或XE5030)。還可以將少量的其它聚合物、增強(qiáng)的無(wú)機(jī)填料、和/或有機(jī)化合物添加到墊圈的基體樹(shù)脂中?？梢栽诿绹?guó)專利公開(kāi)N0.20080226982和美國(guó)專利N0.7，670,715中找到合適材料的例子，這些文件通過(guò)引用合并于此。墊圈可以涂覆有密封劑以提供最好的密封。三元乙丙橡膠(含雙環(huán)戊二稀)(EPDM)是合適的密封劑材料，但是也可以使用其它合適的材料。可以使用合適的工藝對(duì)電池進(jìn)行封閉和密封。這種工藝可以包括但不限于壓接、再拉延、鑲嵌、及其組合。例如，對(duì)于圖1中的電池，在電極和絕緣錐插入之后，在罐中形成卷邊，并且墊圈和蓋裝配件(包括電池蓋、接觸彈簧、及排氣軸襯)被放在罐的開(kāi)口端。電池被支撐在所述卷邊處，同時(shí)墊圈和蓋裝配件被向下壓，貼著所述卷邊。所述卷邊上的罐的頂部直徑可以被減小而具有一段框，以將墊圈和蓋裝配件保持在電池中的適當(dāng)位置。在將電解質(zhì)通過(guò)排氣軸襯和蓋中的開(kāi)孔分配到電池中之后，排氣球被插入到軸襯中以密封電池蓋中的開(kāi)孔。PTC設(shè)備和端子蓋被放置到電池的電池蓋上，并且罐的上邊緣被壓接膜向內(nèi)彎曲以保持和支持墊圈、蓋裝配件、PTC設(shè)備、及端子蓋，并且完成由墊圈對(duì)罐的開(kāi)口端的密封。陽(yáng)極包括鋰金屬條帶(有時(shí)稱為鋰箔)。雖然對(duì)于電池級(jí)別來(lái)說(shuō)鋰的純度總是高的，但是鋰的合成物也可以變化。鋰可以與諸如鋁的其它金屬形成合金，以提供所期望的電池電性能或處理方便性，盡管鋰在任何合金中的含量都應(yīng)該盡可能地最大化，從而針對(duì)高溫應(yīng)用(即，純鋰的熔點(diǎn)之上)特別設(shè)計(jì)的特殊合金并不是優(yōu)選的。合適的電池級(jí)別的鋰鋁箔(包含0.5重量百分比的鋁)可從美國(guó)北卡羅萊納州金斯芒廷市ChemetallFoote公司得至IJ?；旧嫌射嚮蜾嚭辖饦?gòu)成(例如，0.5重量百分比的鋁和99+重量百分比的鋰)的陽(yáng)極是優(yōu)選的，需要強(qiáng)調(diào)在任何這樣的合金中都應(yīng)該最大化活性材料(即，鋰)的量。如圖1中的電池，陽(yáng)極不需要單獨(dú)的集電器(B卩，陽(yáng)極所焊接或涂覆于其上的導(dǎo)電元件(諸如金屬箔)，或沿陽(yáng)極長(zhǎng)度的實(shí)質(zhì)部分延伸使得集電器將被螺旋形地纏繞到卷芯中的導(dǎo)電條帶)，這是由于鋰具有高導(dǎo)電性。通過(guò)不使用這樣的集電器，使得容器內(nèi)針對(duì)諸如活性材料的其它成分有更多可用空間。如果使用陽(yáng)極集電器，那么陽(yáng)極集電器可以由銅和/或其它一些在被暴露于電池的其它內(nèi)部成分(例如，電解質(zhì))時(shí)為穩(wěn)定的合適的高導(dǎo)電金屬制成。隔板是離子可滲透的且電絕緣的薄微孔膜。所述隔板能夠在隔板的孔內(nèi)保持至少某些電解質(zhì)。隔板置于陽(yáng)極和陰極相鄰的表面之間以使這兩個(gè)電極彼此絕緣。隔板的一些部分還可以將與電池端子電接觸的其它部分絕緣，以防止內(nèi)部短路。隔板的邊緣通常延伸到至少一個(gè)電極的邊緣之外，以確保即使陽(yáng)極和陰極沒(méi)有彼此完全對(duì)準(zhǔn)，陽(yáng)極和陰極也不會(huì)電接觸。但是，理想的是，使隔板延伸到電極之外的量最小化。為了提供良好的高放電性能，理想的是，隔板具有1994年3月I日發(fā)布的美國(guó)專利N0.5，290，414公開(kāi)的特性(具有最小尺寸是至少約0.005um且最大尺寸不大于5um的孔，空隙率在約30-70%的范圍中，區(qū)域特定阻抗是2-15歐姆/平方厘米，以及彎曲度小于2.5)，該專利通過(guò)引用合并于此。在美國(guó)專利公開(kāi)N0.20080076022中描述了其它期望的隔板屬性，該專利公開(kāi)通過(guò)引用合并于此。隔板通常由聚丙烯、聚乙烯、或其兩者構(gòu)成。隔板可以是單層的雙軸定向的微孔膜，或可以是層疊的兩層或更多層，以提供正交方向中所需的拉伸強(qiáng)度。優(yōu)選是單層的以使成本最小化。膜可以具有優(yōu)選的16-25微米的厚度。美國(guó)紐約州馬其頓市的TonenChemical公司和俄勒岡州黎巴嫩市的EntekMembranes公司可以提供可用的合適隔板。僅包含非常少量的水(例如，通常少于2000百萬(wàn)分率重量，更優(yōu)選地少于約500百萬(wàn)分率重量，這取決于使用的電解質(zhì)鹽)的非水電解質(zhì)可用于本發(fā)明的電池中。電解質(zhì)包含在一種或多種有機(jī)溶劑中解離的一種或多種鋰基電解質(zhì)鹽。合適的鹽包括以下中的一種或多種:溴化鋰、高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、六氟磷酸鉀、六氟砷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、及碘化鋰，雖然所述鹽優(yōu)選地包括Γ離子(例如，通過(guò)溶劑混合物中碘化鋰的解離)。還可以使用一些促使在溶劑混合物中解離出Γ離子的添加劑。合適的有機(jī)溶劑包括以下一種或多種:甲酸甲酯、Y-丁內(nèi)酯、環(huán)丁砜、3，5_二甲基異惡唑、η，η-二甲替甲酰胺、及醚類(ethers)，其中，由于醚類的低粘性和濕潤(rùn)能力，全部溶劑的至少50體積百分比優(yōu)選是醚類。優(yōu)選的醚類可以是非環(huán)狀結(jié)構(gòu)的(例如，1，2-乙二醇二甲醚、1，2_二乙氧基乙烷、二(甲氧基乙基)醚、三乙二醇二甲醚、四乙醇二甲醚、及二乙醚)和/或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的(例如，1，3-二惡茂烷、四氫呋喃、2-四氫糠酸甲酯、及3-甲基-2-惡唑烷酮)。1，3_二惡茂烷和1，2-乙二醇二甲醚是優(yōu)選的溶劑，而碘化鋰是優(yōu)選的鹽，盡管其也可以與三氟甲磺酸鋰、亞氨基鋰、或高氯酸鋰組合使用。替代衍生物或其它類似物可以用于與上述優(yōu)選的溶劑組合，或替代上述優(yōu)選的溶劑。陰極具有條帶形式，包括集電器和涂覆在集電器上的陰極混合物，其中陰極混合物包括通常是顆粒形式的一種或多種電化學(xué)活性材料。二硫化鐵(FeS2)是陰極混合物中的主要活性材料，優(yōu)選地以黃鐵礦的形式提供。取決于所期望的電池電特性和放電特性，陰極還可以包括少量一種或多種額外的活性材料。額外的活性陰極材料可以是任何合適的活性陰極材料。其它添加劑，諸如導(dǎo)電稀釋劑、膠凝材料、及處理加工助劑，也都包括在陰極混合物中。優(yōu)選地，用于Li/FeS2電池陰極的活性材料包括至少約95重量百分比的FeS2,并且最優(yōu)選地FeS2是唯一的陰極活性材料。具有優(yōu)選純度等級(jí)為至少95重量百分比FeS2(即，“電池級(jí)別”)的黃鐵礦可以從以下地方獲得:美國(guó)馬薩諸塞州NorthGrafton市的WashingtonMills、奧地利維也納的Chemetall公司，美國(guó)弗吉尼亞州Dillwyn市的KyaniteMining公司。注意對(duì)FeS2的“純度”討論承認(rèn)黃鐵礦是FeS2的特定且優(yōu)選的礦的形式。但是，黃鐵礦常常具有少量雜質(zhì)(例如，二氧化硅)，由于黃鐵礦中僅FeS2是具有電化學(xué)活性的，F(xiàn)eS2的百分比純度是相對(duì)于電池中包含雜質(zhì)的黃鐵礦的總量制定的。此外，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的硫和鐵的化學(xué)計(jì)量和/或根據(jù)原有的或故意引入的某種摻雜劑(例如，相對(duì)少量的金屬，優(yōu)選地一體形成在黃鐵礦結(jié)構(gòu)中)，黃鐵礦可以自然地變化。因此，應(yīng)該理解，術(shù)語(yǔ)黃鐵礦和FeS2兩者通常都包含自然的或合成的變化物，且對(duì)于任何分析特性或電化學(xué)計(jì)算/反應(yīng)，將整個(gè)電化學(xué)活性材料認(rèn)為是FeS2是恰當(dāng)?shù)?。以下是用于?yōu)選的陰極混合物配制中的代表材料:91%重量-99%重量的黃鐵礦、0.1-3.0%重量的導(dǎo)體、約0.1-3.0%重量的膠凝物、0-1.0%重量的處理加工助劑。更優(yōu)選地，陰極混合物具有95-98%重量的黃鐵礦、約0.5-2.0%重量的導(dǎo)體、約0.5-2.0%重量的膠凝物、約0.1-0.5%重量的處理加工助劑。進(jìn)一步優(yōu)選地，陰極混合物具有96-97%重量的黃鐵礦、約1.0-2.0%重量的導(dǎo)體、約1.0-1.5%重量的膠凝物、約0.3-0.5%重量的處理加工助齊U。美國(guó)專利公開(kāi)20090104520公開(kāi)了優(yōu)選的陰極配制，通過(guò)引用將其合并于此。導(dǎo)體可以包括碳黑、石墨或類似材料，這些材料可以從很多地方獲得，例如，從伊利諾伊州芝加哥市的Superior石墨公司或俄亥俄州Westlake市的Timcal公司等。膠凝物可以包括聚合膠凝物，聚合膠凝物包括苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物，諸如德克薩斯州休斯頓市KratonPolymers公司的SEBS嵌段共聚物。美國(guó)專利6，849，360描述了處理加工助劑，通過(guò)引用將其合并于此。還期望的是使用具有小的粒子尺寸的陰極材料，尤其是黃鐵礦，以使擊穿隔板的風(fēng)險(xiǎn)最小化。例如，黃鐵礦可以至少通過(guò)230網(wǎng)孔(62um)或更小的網(wǎng)孔來(lái)被篩濾。更優(yōu)選地，黃鐵礦可以被介質(zhì)研磨以具有在l-19um之間的平均粒子尺寸，并且最優(yōu)選的在6-12um之間的平均粒子尺寸，如美國(guó)專利公開(kāi)N0.20050233214所述，通過(guò)引用將其合并于此。陰極混合物可以被涂覆到金屬性箔集電器上以形成陰極，金屬性箔集電器通常是厚度在約16-20um之間的鋁箔。陰極混合物包含多種材料，如上所述的，應(yīng)該小心選擇多種材料以在處理加工、導(dǎo)電性、和整體涂覆效率之間取得平衡。這些成分在存在諸如三氯乙烯的溶劑的條件下混合成漿，并且隨后涂覆到集電器上。在涂覆之后得到的涂覆層優(yōu)選地被干燥和高密化，并且最終的涂覆層主要包括二硫化鐵(及其摻雜劑和雜質(zhì))、膠凝物、一種或多種導(dǎo)電材料、以及各種處理加工助劑或流變助劑；其中膠凝物用于將顆粒材料保持在一起并且將混合物粘合到集電器，一種或多種導(dǎo)電材料諸如金屬、石墨、和碳黑粉以向混合物提供改進(jìn)的導(dǎo)電性，各種處理加工助劑或流變助劑諸如是氣相二氧化硅和/或高堿性復(fù)合磺酸鈣。額外地，已經(jīng)確定:用于高效應(yīng)用的鋰-二硫化鐵電池通過(guò)提供使陰極的理論界面輸入容量超過(guò)與其相關(guān)聯(lián)的陽(yáng)極的理論界面輸入容量而受益，如美國(guó)專利N0.7，157，185所述，通過(guò)引用將其合并于此。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的電池具有優(yōu)選的小于1.00(或小于0.95或小于0.90)的界面陽(yáng)極對(duì)陰極輸入比。當(dāng)計(jì)算這些比例時(shí)，僅應(yīng)該使用電極的界面對(duì)準(zhǔn)部分且應(yīng)該忽略卷芯的最外圓周(即，取決于定位在最外面的纏繞上的電極，半為陽(yáng)極厚度或陰極涂覆，或者面對(duì)容器的內(nèi)直徑)。使用任何數(shù)量的合適工藝,諸如三棍反向(threerollreverse)、刮刀式涂覆、或狹縫式涂覆，將陰極混合物涂覆到箔集電器。在進(jìn)行干燥以移除任何不想要的溶劑之后或與其同時(shí)，經(jīng)過(guò)壓延工藝等使得到的陰極條帶高密化，以進(jìn)一步壓縮整個(gè)正極。由于該條帶將與隔板和類似(但不必實(shí)質(zhì)相同)尺寸的陽(yáng)極條帶被螺旋形地纏繞以形成卷芯電極裝配件，所述的高密化有助于在卷芯電極裝配件中裝載最多的電化學(xué)材料。鋁箔是優(yōu)選的陰極集電器，盡管鈦、銅、鋼、其它金屬性箔及其合金也是可以的。如上所述，集電器可以延伸到包含陰極混合物的陰極的一部分之外以提供一個(gè)供方便地接觸與正極端子連接的電引線的區(qū)域。不考慮在集電器和端子之間建立接觸的方式，理想的是，消除或最小化“無(wú)負(fù)載區(qū)(massfreezones)”(即，沒(méi)有陰極涂覆的集電器的部分)以使電池的盡可能多的內(nèi)部體積可用于活性材料和電解質(zhì)。額外的或可替換的“無(wú)負(fù)載區(qū)”可以沿著引線(即，形成卷芯的核的部分)或跡線(即，定位于卷芯最外的纏繞/圓周上的部分)邊緣設(shè)置在陰極的一側(cè)或兩側(cè)。在美國(guó)專利公開(kāi)N0.20080026293可以找到通常用于陰極的涂覆配置的例子。陰極不該被過(guò)度高密化，這是因?yàn)閮?nèi)部陰極空隙有助于:a)補(bǔ)償放電期間的一些陰極膨脹，以及b)通過(guò)有機(jī)電解質(zhì)使二硫化鐵變濕。更具體地，對(duì)將涂覆層壓緊為高密度的可以被施加的力的大小也有一些操作限制，并且集電器上由這些力產(chǎn)生的壓力可能導(dǎo)致不期望的拉伸和/或所述涂覆層的實(shí)際分層。因此，優(yōu)選地在最終高密化的陰極中固體封裝的百分比必須足以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。優(yōu)選地，最終固體封裝必須在50%-85%之間，更優(yōu)選地在58%-70%之間。陰極電連接到電池的正極端子。這可以由電引線來(lái)完成，電引線通常是薄的金屬條帶或彈簧的形式，如圖1所示，盡管焊接也是可行的。如果使用了電引線，該引線可以由鎳鍍不銹鋼或其它合適材料形成。在可選的電流限制器件(諸如標(biāo)準(zhǔn)PTC)被用作安全機(jī)構(gòu)以阻止電池的逃逸放電/加熱的情況下，合適的PTC由美國(guó)加州MenloPark市的TycoElectronics公司出售?？梢栽诿绹?guó)專利公開(kāi)N0.20070275298和N0.20080254343中找到額外的或可替換的電流限制器件，通過(guò)引用將其內(nèi)容合并于此。陽(yáng)極、陰極、及隔板的條帶被共同組合至電極裝配件中。電極裝配件可以是螺旋形纏繞的設(shè)計(jì)，諸如圖1所示，并且可以通過(guò)圍繞一個(gè)卷筒纏繞陰極、隔板、陽(yáng)極、隔板的交替條帶來(lái)制成電極裝配件。至少一層隔板和/或至少一層電絕緣膜(例如，聚丙烯)可以包裝到電極裝配件的外側(cè)以將所述裝配件保持為一體，將裝配件的寬度或直徑調(diào)整為期望的尺寸和/或以與容器極性和與每個(gè)端子電連接相一致的方式對(duì)所述裝配件進(jìn)行絕緣。所述隔板的最外端或其它外膜層可以用一塊粘合帶或通過(guò)熱熔接被固定住。陽(yáng)極可以是最外層電極，如圖1所示，或者陰極可以是最外層電極。任一電極可以與電池容器電連接，但是可以避免最外層電極和所述容器側(cè)壁之間的內(nèi)部短路，尤其是可通過(guò)將電極裝配件的最外層纏繞的極性與所述罐的極性匹配來(lái)避免最外層電極和所述容器側(cè)壁之間的內(nèi)部短路。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以將卷芯電極裝配件構(gòu)成為，使得沿著電極裝配件中的電極界面對(duì)準(zhǔn)處的軸線區(qū)域的裝配件中心開(kāi)孔內(nèi)的空隙空間(以下也稱為核)隨著陰極膨脹以受控的且均勻的方式進(jìn)行收縮。在另一實(shí)施例中，電極裝配件的核(core)被構(gòu)成為不會(huì)塌下，而是以受控的且均勻的方式將膨脹的陰極向外重新定向。在任一種情況中，電極裝配件可以被繞圓柱形棒同心地布置，所述圓柱形棒插入到電極裝配件中或與所述電極裝配件一體地制造以作為所述核。額外地或可替換地，電極裝配件可以以控制所述電極裝配件中所述核的形狀的方式被壓縮或纏繞。在每個(gè)實(shí)例中，有意地控制所述電極裝配件的所述核，使適于使所述電極裝配件隨著電池隨后放電而均勻地維持其整體性。也就是說(shuō)，對(duì)所述電極裝配件進(jìn)行控制使得所述裝配件中的各個(gè)電極和所述隔板不會(huì)被擊穿、分裂、或不因引起電池短路和/或期望容量的損失而受影響。在優(yōu)選實(shí)施例中，圓柱形棒被插入到電極裝配件的中心開(kāi)孔中。值得注意的是，容器形狀的內(nèi)圓周直徑是典型的圓形，同時(shí)圓柱形棒的外圓周直徑(在本申請(qǐng)中也可替換地指剖面形狀)可以具有與所述容器相同的形狀或如稍后詳細(xì)所述的不同形狀。所述棒的示意性剖面形狀包括圓形、橢圓形、矩形、三角形、或C形，同時(shí)所述容器的示意性剖面形狀是圓形或矩形。與所述核形狀的圓周的剩余部分相比較，非圓形的棒的優(yōu)選剖面形狀將包括至少一個(gè)實(shí)質(zhì)上平坦的部分，使得沿所述核具有凹口部分，同時(shí)所述容器的優(yōu)選的剖面形狀是圓形，其中所述凹口具有在所述中心開(kāi)孔的內(nèi)直徑和電極裝配件的外直徑(即，所述容器的內(nèi)直徑)之間的較長(zhǎng)的半徑。所述棒的高度優(yōu)選地與用于容納電極裝配件的容器的內(nèi)部分的高度相匹配；但是，在某些實(shí)施例中，可以利用僅與整個(gè)電極裝配件的一部分高度相適應(yīng)的棒。所述棒可以由具有足夠強(qiáng)度的實(shí)心或中空材料制成，以適應(yīng)如上所述的電極裝配件。所述材料必須是穩(wěn)定的且不與電池內(nèi)的電解質(zhì)、活性材料、及其它成分反應(yīng)的。同樣地，用于其它非活性內(nèi)部成分的任何前述金屬或聚合物可以是用于核材料的候選。優(yōu)選材料包括鋁、不銹鋼、鎳鍍冷軋鋼、聚丙烯、聚乙烯、及乙烯三氟氯乙烯共聚物。如果中空，所述棒可能會(huì)也可能不會(huì)塌下，和/或可以與電池中存在的排氣或其它機(jī)構(gòu)和成分一體形成。所述棒還可以包括其它一體的部分，諸如法蘭或狹縫，以容納所述電極裝配件成分的一部分并且使纏繞工藝流線化和簡(jiǎn)化。所述棒可以被設(shè)置為保持在電極裝配件中的一體的卷筒(由此作為圓柱形棒，也稱為“實(shí)心核纏繞”)。所述核還可以一體地形成為陰極集電器的一部分。在一優(yōu)選實(shí)施例中且如美國(guó)專利公開(kāi)N0.2008/0026293所述的，集電器的未涂覆部分定位于所述電極裝配件中或靠近所述電極裝配件的卷筒。由于未涂覆箔的部分優(yōu)選地定位在卷筒內(nèi)，該纏繞工藝將使得未涂覆的部分形成電極裝配件的非塌下的核。根據(jù)該實(shí)施例，可以設(shè)置至少一圈被涂覆的或未涂覆的陰極。這種類型的核可以擁有如上所述棒的相同形狀和特征。其它控制電極裝配件使適于均勻地維持電極裝配件的整體性和/或均勻地使由所述電極裝配件的中心開(kāi)孔限定的空隙空間塌下的方法也是可以的，其中可以使用或不使用圓柱形棒或一體的集電器核。例如，作為電極裝配件的制造工藝的一部分，可以纏繞陽(yáng)極、陰極、及隔板，并且隨后壓縮最終的裝配件以使所述核具有前述形狀中的一種。額外地或可替換地，纏繞工藝自身可以變化以實(shí)現(xiàn)相同的意圖。舉例說(shuō)明而非限制，這些變化可以包括使用成形的卷筒，改變一個(gè)或多個(gè)纏繞元件的速度或張力等?？梢云谕帢O集電器的相對(duì)剛性可以幫助保持整個(gè)電極裝配件的均勻性質(zhì)。這里，以上針對(duì)所述棒所述的形狀也適用于該類型的核。圖2A-圖2C示出了通過(guò)使用圓柱形棒(未示出)或者通過(guò)本申請(qǐng)所述的其它方法得到的適合的電極裝配件的供比較的剖面形狀。在這些圖的每幅圖中，電化學(xué)電池100包括具有電極裝配件110的容器102，電極裝配件110具有設(shè)置在其中的中心開(kāi)孔112。圖2A示出了可以被應(yīng)用到電極裝配件的橢圓形狀，盡管可以理解，實(shí)質(zhì)上以相同方式成形的棒(即，具有相同的剖面形狀)可以被插入到開(kāi)孔112中。圖2B示出了平坦的矩形或C形，同時(shí)圖2C是三角形。其它優(yōu)化的形狀也是可行的，而不偏離本發(fā)明的原則。雖然圖2A中未示出，但是在圖2B和圖2C中示出了引線114的示意性定位。同樣，在圖2A到圖2C中，電極裝配件內(nèi)的電極旨在具有均勻的厚度，盡管一些圖形表示可能無(wú)意地表現(xiàn)出一些部分或間隙可能大于其它部分或間隙。關(guān)于所述引線，任何電極引線(陽(yáng)極或陰極)的位置可以沿所述核的形狀周向?qū)?zhǔn)，以進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明的益處。例如，引線可以附著到成形核的“平坦”部分，以減少隨著電池放電和陰極膨脹由引線引起的壓力。由于在所述核的外直徑上最接近所述容器的內(nèi)直徑的點(diǎn)(即，兩者之間具有最短距離)處可能在放電期間產(chǎn)生更高壓力，任何引線的優(yōu)選位置將是在電極裝配件的最外層纏繞上或其附近的、與在引線位置和所述核之間具有最大距離的部分對(duì)應(yīng)的位置處。在該實(shí)施例中，所述核可以包括如上所述的圓柱形棒。其它策略可用于進(jìn)一步突出本發(fā)明的益處。例如，在非塌下核的情況中，可以在所述容器的內(nèi)直徑和所述電極裝配件的外直徑之間布置間隙或連續(xù)的空隙。在該實(shí)施例中，全部引線被優(yōu)選地焊接到容器和/或頂蓋以使任何斷開(kāi)連接的風(fēng)險(xiǎn)最小化。另一方法是在集電器向外(即，遠(yuǎn)離所述核)的側(cè)面上涂覆更多的陰極混合物以及更多的活性材料。固體包裝/負(fù)載的增加可能導(dǎo)致集電器的該側(cè)產(chǎn)生更大的膨脹力，這使得將向外側(cè)方向推動(dòng)整個(gè)電極裝配件。通過(guò)增加集電器的該特定側(cè)上陰極混合物的負(fù)載或固體包裝，可以布置額外的陰極材料。制造電化學(xué)電池的方法，更具體地制造鋰-二硫化鐵電池的方法，也是所設(shè)想的。這些方法簡(jiǎn)單地采用前述原則并且將其應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)境中。不希望受任何特定理論的限制，所有前述實(shí)施例中所述核的主要功能之一是隨著電池放電均勻地重新定向陰極的膨脹。以前認(rèn)為電池設(shè)計(jì)必須包括充足的空隙空間以允許這種膨脹，所述空隙空間的大部分被包含在電極裝配件的中心開(kāi)孔中。隨著在放電期間發(fā)生陰極的徑向膨脹，向內(nèi)的力被施加至所述電極裝配件的中心開(kāi)孔。這些向內(nèi)的力使得所述圓形開(kāi)孔變形，引起高壓力點(diǎn)以及各個(gè)電極的移動(dòng)。向內(nèi)的力和電極移動(dòng)的組合效果隨后產(chǎn)生局部的高壓力點(diǎn)，這可能會(huì)引起電極之間的短路。諸如陰極材料或涂覆層中的微小變化的其它因素還可能因隨著電池的放電產(chǎn)生的持續(xù)變壞的不同的膨脹率，進(jìn)一步促成這些壓力點(diǎn)的產(chǎn)生。最后，這些壓力點(diǎn)可以擊穿所述隔板和/或引起一個(gè)電極或兩個(gè)電極中的連接斷開(kāi)。由于電引線存在于裝配件的纏繞內(nèi)，這些壓力點(diǎn)的影響可以被進(jìn)一步擴(kuò)大。圖3A和圖3B示出了現(xiàn)有技術(shù)的鋰-二硫化鐵電極裝配件的剖面圖“之前和之后”的負(fù)極圖像。在圖3A中，中心開(kāi)孔112具有與容器102相同的圓形。圖3B示出了以250mA放電連續(xù)消耗到0.8伏截止后的同一電池。在圖3B中，中心開(kāi)孔112已經(jīng)以非均勻的方式清晰地塌下，其中其內(nèi)直徑/圓周的鋸齒狀邊緣指示前述壓力點(diǎn)的可能情況和影響。同樣地，注意圖3A和圖3B兩者都是電池的真實(shí)圖像；因此由中心開(kāi)孔提供的(與隔板或陰極涂覆中存在的空隙相比)較大體積的空隙應(yīng)該是顯然的?？紤]到上述內(nèi)容，通過(guò)減少或消除之前認(rèn)為是必須的中心開(kāi)孔中的空隙空間，并且相反均勻地控制陰極如何以及向哪里膨脹(即，控制電極裝配件的核使適應(yīng)要求)，現(xiàn)在可以在電池整個(gè)放電壽命中保持電極裝配件的整體性。結(jié)果,使用這些創(chuàng)造性構(gòu)思的電池輸出更加恒定且可靠的服務(wù)，并且改進(jìn)了電池的整體平均容量，尤其是低消耗率(例如，連續(xù)彡20mA)和高溫(例如，^60°C)時(shí)的容量。陰極涂覆層中的FeS2的量可以通過(guò)分析制造電池前的混合物或者通過(guò)確定配制后的鐵含量且將檢測(cè)到的鐵含量與陰極中黃鐵礦的重量百分比相關(guān)聯(lián)而確定。對(duì)制造后的鐵含量進(jìn)行測(cè)試的方法可以通過(guò)將已知量(以質(zhì)量和體積/面積為單位)的陰極溶解在酸中，隨后使用公共的量化分析技術(shù)(諸如使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法或原子吸收光譜法)測(cè)試溶解的樣本中鐵的總量來(lái)進(jìn)行。根據(jù)該方法對(duì)已知的被涂覆的陰極配制的測(cè)試已經(jīng)證實(shí)鐵的總含量能夠表現(xiàn)電池中FeS2的含量(特別是在使陰極涂覆層中的FeS2的純度最大化而所需的程度上)。還可以使用比重瓶確定陰極密度，盡管某些膠凝物暴露在鋰-二硫化鐵電池的內(nèi)部環(huán)境中時(shí)會(huì)經(jīng)受體積改變，使得由該方法建立的密度可能需要被進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到陰極干燥混合密度。值得注意地，對(duì)樣本中鋁的含量的試驗(yàn)將允許以類似的方式(例如，ICP-AES或AA光譜學(xué))計(jì)算集電器的厚度(當(dāng)集電器是鋁時(shí))。取決于膠凝物、處理加工助劑等這些成分的原子和/或分子合成物，可以使用其它類似的分析技術(shù)來(lái)試驗(yàn)?zāi)z凝物、處理加工助劑等?？梢允褂妙愃频姆治黾夹g(shù)和定量/定性技術(shù)等來(lái)分析陽(yáng)極、密封元件和/或隔板。就陰極(或被電解質(zhì)影響的任何其它電池成分、特點(diǎn)、或特征)的單位面積的重量將從已經(jīng)制作的電池中確定來(lái)說(shuō)，應(yīng)該使用合適的溶劑漂洗所述陰極/成分，以移除剩余的任何電解質(zhì)且使所述陰極/成分完全干燥以確保電解質(zhì)的溶質(zhì)或溶劑不會(huì)影響測(cè)量。在僅期望多成分部分的一個(gè)方面時(shí)，經(jīng)過(guò)如上所述的對(duì)集電器的合適的經(jīng)驗(yàn)分析，也可以從測(cè)量中減去一些構(gòu)成部分(例如，陰極的集電器)的貢獻(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地開(kāi)發(fā)出額外的、可替換的、或令人稱贊的技術(shù)和分析，以進(jìn)一步協(xié)助確定相關(guān)的特征。上述說(shuō)明的全部?jī)?nèi)容特別相關(guān)于FR6和FR03電池。但是，本發(fā)明可以適應(yīng)于其它尺寸的圓柱形電池以及具有其它陰極涂覆方案和/或密封和/或減壓排氣孔設(shè)計(jì)的電池，其中電池的側(cè)壁高度超過(guò)容器的直徑。實(shí)施本發(fā)明的人將進(jìn)一步理解本發(fā)明的特征和其優(yōu)點(diǎn)。此外，可以實(shí)現(xiàn)如上所述裝配的電池成分和性能的某些實(shí)施例。實(shí)施本發(fā)明的人和本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改和改進(jìn)而不偏離所公開(kāi)的構(gòu)思的教示。由權(quán)利要求和法律允許的解釋寬度確定保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種1.5伏鋰-二硫化鐵一次電池，包括:圓柱形容器，其具有覆蓋在該容器的開(kāi)口端之上的頂蓋；螺旋形纏繞的電極裝配件，其包括陽(yáng)極、聚合物隔板、及陰極，其中，所述陽(yáng)極本質(zhì)上由鋰或鋰合金的金屬性箔組成，所述陰極包括陰極混合物，所述陰極混合物包括至少部分地涂覆在金屬性集電器兩側(cè)上的二硫化鐵；以及核，其同心地置于所述電極裝配件內(nèi)，以隨著所述電池放電促進(jìn)所述陰極混合物的均勻膨脹。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池,其中,所述核包括惰性的圓柱形棒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其中，所述棒由絕緣聚合物構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池，其中，所述聚合物選自:聚丙烯、聚乙烯、及乙烯三氟氯乙烯共聚物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述核包括所述陰極的一部分。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池，其中，所述陰極在所述核處的該部分未被陰極混合物涂覆。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池，其中，所述陰極的該部分構(gòu)成所述螺旋形纏繞的電極裝配件的多于一圈的纏繞。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述核具有與所述容器的剖面形狀不同的剖面形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池，還包括:至少一個(gè)引線，其在一個(gè)被選擇為減少在所述電池放電時(shí)由所述引線引起的所述電極裝配件上的壓力的點(diǎn)處貼附于所述電極裝配件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述核的剖面形狀選自:圓形、橢圓形、矩形、三角形、或C形。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述核被構(gòu)成為隨著所述電池放電以均勻方式塌下。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述金屬性集電器具有外向面和內(nèi)向面，以及其中涂覆到所述外向面的二硫化鐵比涂覆到所述內(nèi)向面的二硫化鐵更多。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，還包括:焊接引線，其將所述電極裝配件電連接到所述容器或所述頂蓋，并且其中，所述電極裝配件的外直徑和所述容器的內(nèi)直徑使得在所述電池放電之前，在所述內(nèi)直徑和所述外直徑之間存在連續(xù)的空隙。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述核包括卷筒。15.一種電化學(xué)電池，包括:圓柱形容器，其高度大于直徑；螺旋形纏繞的電極裝配件，其包括陽(yáng)極、隔板、及陰極；以及圓柱形核，其同心地置于所述電極裝配件內(nèi)，并在所述容器的整個(gè)高度上具有不同于所述圓柱形容器的剖面形狀的剖面形狀。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)電池，其中，所述圓柱形容器的剖面形狀是圓形。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電化學(xué)電池，其中，所述圓柱形核的剖面形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)電池，其中，所述圓柱形核是中空的。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)電池，其中，引線在所述電極裝配件內(nèi)貼附于靠近所述核的剖面形狀的平坦圓周部分處。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)電池，其中，所述核被構(gòu)成為隨著所述電池放電以均勻方式塌下。21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)電池，其中，所述核包括卷筒。22.一種制造鋰-二硫化鐵一次電池的方法，包括:產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件，所述電極裝配件包括鋰或鋰合金的陽(yáng)極和二硫化鐵的陰極，所述二硫化鐵至少部分地涂覆在薄金屬條帶的兩側(cè)，使得所述電極裝配件具有外圓周形狀和中心開(kāi)孔，其中所述中心開(kāi)孔具有內(nèi)圓周形狀；控制所述電極裝配件使適于，當(dāng)所述電池隨后放電時(shí)均勻地維持所述電極裝配件的整體性；以及將所述電極裝配件布置在高度大于直徑的圓柱形容器內(nèi)。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過(guò)在所述電極裝配件的所述中心開(kāi)孔內(nèi)同心地布置圓柱形棒，以實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)所述電極裝配件的控制。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述圓柱形棒被設(shè)計(jì)為隨著所述電池放電以均勻方式塌下。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀i)與所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀匹配，并且ii)與所述圓柱形容器的形狀不同。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述圓柱形棒的外部形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形。27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過(guò)物理地壓縮所述電極裝配件以改變所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀，以實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀選自:橢圓形、矩形、三角形、或C形。29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，通過(guò)在所述薄金屬條帶的一側(cè)涂覆比另一側(cè)更多的二硫化鐵，以實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制。30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述電極裝配件具有外直徑且所述容器具有內(nèi)直徑，并且所述電極裝配件置于所述容器內(nèi)，使得在所述電池放電之前，在所述內(nèi)直徑和所述外直徑之間存在連續(xù)的空隙，并且所述方法還包括將與所述電極裝配件電連接的引線焊接到所述容器或安裝在所述容器的開(kāi)口端上的頂蓋。31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述圓柱形棒是用于產(chǎn)生所述螺旋形纏繞的電極裝配件的卷筒。32.一種制造電池的方法，包括:產(chǎn)生螺旋形纏繞的電極裝配件，使得所述電極裝配件具有外圓周形狀和中心開(kāi)孔，其中所述中心開(kāi)孔具有內(nèi)圓周形狀；控制所述電極裝配件使適于，使所述中心開(kāi)孔具有不同于所述裝配件的所述外圓周形狀的形狀；以及將所述電極裝配件布置在高度大于直徑的圓柱形容器內(nèi)。33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，通過(guò)在所述電極裝配件的所述中心開(kāi)孔內(nèi)同心地布置圓柱形棒，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制，并且其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀i)與所述中心開(kāi)孔的內(nèi)部形狀匹配，并且ii)與所述圓柱形容器的形狀不同。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述圓柱形棒的外圓周形狀選自:圓形、橢圓形、矩形、三角形、或C形。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述圓柱形棒是用于產(chǎn)生所述螺旋形纏繞的電極裝配件的卷筒。36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，通過(guò)在物理上壓縮所述電極裝配件，實(shí)現(xiàn)所述的對(duì)電極裝配件的控制。·全文摘要公開(kāi)了一種電化學(xué)電池設(shè)計(jì)，尤其適用于鋰-二硫化鐵電池的設(shè)計(jì)。所述電池包括螺旋形纏繞的電極裝配件，所述電極裝配件具有中心核。所述核引起陰極內(nèi)的均勻膨脹。所述核還可以塌下和/或具有不同于用于容納所述電極裝配件的圓柱形容器的剖面形狀的剖面形狀。文檔編號(hào)H01M10/04GK103250286SQ201180039720公開(kāi)日2013年8月14日申請(qǐng)日期2011年5月17日優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日發(fā)明者J·W·馬普爾,M·F·曼蘇托,M·T·溫德林,黃維維,J·X·吳申請(qǐng)人:永備電池有限公司