一種改性的鋰/氟化碳電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種改性的鋰/氟化碳電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品配套電源向著重量輕、高能量、長(zhǎng)貯存壽命、高安全性的方向發(fā)展。目前鋰一次電池主要包括鋰二氧化錳電池、鋰亞硫酰氯電池、鋰/氟化碳電池等。在固體正極一次鋰電池中，鋰/氟化碳電池的理論質(zhì)量比能量是固體正極系列中最高的，約為2180 ffh/Kg (鋰/亞硫酰氯電池比能量為1470 Wh/Kg，鋰/ 二氧化錳電池比能量為1005 Wh/Kg)。由于氟化碳材料非常穩(wěn)定，因而鋰氟化碳電池高溫下容量保持率好，不會(huì)衰減。氟化碳是碳粉和氟氣反應(yīng)所形成的夾層化合物，這種物質(zhì)雖然具有電化學(xué)活性，但在有機(jī)電解質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性卻很高，溫度高達(dá)400°C時(shí)也不會(huì)熱分解，因而具有長(zhǎng)的貯存壽命和好的高溫性能。而且鋰/氟化碳電池是高能量密度電池，實(shí)用比能量可以達(dá)到250 ffh/kg?700Wh/kg，是干電池的數(shù)倍，而且電池很容易做到小型化和輕型化。此外該體系電池具有工作電壓平穩(wěn)、自放電率低、安全性好、綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于汽車、電子、電器等領(lǐng)域。目前鋰/氟化碳電池存在技術(shù)難題是正極材料氟化碳的電子電導(dǎo)率較差，影響電池大電流放電性能，使其在很多領(lǐng)域受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種改性的鋰/氟化碳電池，該電池內(nèi)阻較小，電壓平臺(tái)較高，并且具有較高的比能量和比功率，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種改性的鋰/氟化碳電池，包含:正極材料配方按重量百分比計(jì)算，二氧化錳改性的氟化石墨的含量為80%-90%，導(dǎo)電劑的總含量為3%-13%，粘結(jié)劑含量為7%。
[0005]所述的二氧化錳改性的氟化石墨是采用物理方法對(duì)氟化石墨進(jìn)行金屬氧化物改性。
[0006]粘結(jié)劑為丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉。
[0007]負(fù)極是泡沫鎳或鎳網(wǎng)載體上輥壓鋰箔作為負(fù)極。
[0008]電解液中溶質(zhì)為lmol/L的六氟磷酸鋰，溶劑為乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯和碳酸甲乙酯。
[0009]所述的導(dǎo)電劑為超級(jí)碳黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、碳納米纖維、石墨烯中的一種或多種。
[0010]所述的物理方法進(jìn)行金屬氧化物改性是指二氧化錳加入氟化石墨進(jìn)行球磨，得到二氧化錳摻雜的氟化石墨。
[0011]所述二氧化錳改性的氟化石墨中二氧化錳的含量為0.1%-10%。
[0012]本發(fā)明的有益效果:利用二氧化錳改性的聚一氟化碳，提高材料本身的電子電導(dǎo)率，電池在大電流放電時(shí)，內(nèi)阻降低，極化現(xiàn)象減少，電池的放電能力提高。因此，本發(fā)明能夠提供一種大電流放電能力強(qiáng)的一次電池，具有很大的工業(yè)和商業(yè)價(jià)值。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明改性的鋰/氟化碳電池的剖面圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1二氧化錳摻雜量的改性鋰/氟化碳電池的放電曲線圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2基于活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑不同配比的改性鋰/氟化碳電池的放電曲線圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例3使用不同隔膜的鋰/氟化碳電池的放電曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
本發(fā)明是一種改性的鋰/氟化碳電池，正極包括改性的氟化石墨和導(dǎo)電劑，負(fù)極是鋰箔，電解液是是六氟磷酸鋰(LiPF6)，隔膜可以是復(fù)合隔膜或者PI隔膜。參見本發(fā)明改性的新型鋰/氟化碳電池的剖面圖圖1所示，其中I是正極，2是隔膜，3是負(fù)極，4是外殼，5是極耳。
[0015]實(shí)施例1:首先制備二氧化錳摻雜的氟化石墨，將二氧化錳與氟化石墨混合均勻，在行星式球磨機(jī)上球磨12h，得到二氧化錳摻雜的氟化石墨。二氧化錳的摻雜量為0.1%-10%ο
[0016]將不同二氧化錳摻雜量的氟化石墨與導(dǎo)電劑粘結(jié)在鋁集流體上涂覆制成正極。不同二氧化錳摻雜量改性的氟化石墨的含量88%。導(dǎo)電劑的種類可以為導(dǎo)電碳黑、碳納米管，導(dǎo)電劑的總含量為5%。粘結(jié)劑的種類為丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉，含量為7%。
[0017]負(fù)極是在集流體上輥壓鋰箔制成負(fù)極，集流體為焊接有引出條的泡沫鎳，鋰箔的厚度為200 μ m。
[0018]將正極、負(fù)極和隔膜組裝成方形電芯。負(fù)極片的高度相對(duì)正極片高lmm-2mm，隔膜的高度相對(duì)負(fù)極片高2mm-3mm，方形電芯極耳位于左右兩旁。
[0019]電解液是溶質(zhì)為lmol/L的六氟磷酸鋰(LiPF6)，溶劑為乙烯碳酸酯(EC) + 二甲基碳酸酯(DMC) +碳酸甲乙酯(EMC)的電解液。電解液的注液量為3.5g/Ah。
[0020]將電池?cái)R置24小時(shí)，以倍率0.1C進(jìn)行放電，放電截止電壓為1.5V。圖2為不同二氧化錳摻雜量的鋰/氟化碳電池的放電曲線圖。
[0021]實(shí)施例2:
基于活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑不同配比鋰/氟化碳電池的制備，首先將氟化石墨與導(dǎo)電劑粘結(jié)在鋁集流體上涂覆制成正極。二氧化錳改性的氟化石墨的含量為80%-90%。導(dǎo)電劑的種類為導(dǎo)電碳黑、碳納米管，導(dǎo)電劑的總含量為3%-13%。粘結(jié)劑的種類為丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉，含量為7%。
[0022]負(fù)極是在集流體上輥壓鋰箔制成負(fù)極，集流體為焊接有引出條的泡沫鎳，鋰箔的厚度為200 μ m。
[0023]將正極、負(fù)極和隔膜組裝成方形電芯。負(fù)極片的高度相對(duì)正極片高lmm-2mm，隔膜的高度相對(duì)負(fù)極片高2mm-3mm，方形電芯極耳位于左右兩旁。
[0024]電解液是溶質(zhì)為lmol/L的六氟磷酸鋰(LiPF6)，溶劑為乙烯碳酸酯(EC) + 二甲基碳酸酯(DMC) +碳酸甲乙酯(EMC)的電解液。電解液的注液量為3.5g/Ah。
[0025]隔膜是采用復(fù)合隔膜。
[0026]將電池?cái)R置24小時(shí)，以倍率0.1C進(jìn)行放電，放電截止電壓為1.5V。
[0027]實(shí)施例3
氟化石墨與導(dǎo)電劑粘結(jié)在鋁集流體上涂覆制成正極。二氧化錳改性的氟化石墨的含量為85%。導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑、碳納米管，導(dǎo)電劑的總含量為8%。粘結(jié)劑的種類為丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉，含量為7%。
[0028]負(fù)極是在集流體上輥壓鋰箔制成負(fù)極，集流體為焊接有引出條的泡沫鎳，鋰箔的厚度為200 μ m。
[0029]將正極、負(fù)極和隔膜組裝成方形電芯。負(fù)極片的高度相對(duì)正極片高隔膜的高度相對(duì)負(fù)極片高2mm-3mm，方形電芯極耳位于左右兩旁。
[0030]電解液是溶質(zhì)為lmol/L的六氟磷酸鋰(LiPF6)，溶劑為乙烯碳酸酯(EC) + 二甲基碳酸酯(DMC) +碳酸甲乙酯(EMC)的電解液。電解液的注液量為3.5g/Ah。
[0031]隔膜是采用PI隔膜。
[0032]將電池?cái)R置24小時(shí)，以倍率0.1C進(jìn)行放電，放電截止電壓為1.5V。圖3為使用復(fù)合隔膜和PI隔膜的鋰/氟化碳電池的放電曲線圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:包含:正極材料配方按重量百分比計(jì)算，二氧化錳改性的氟化石墨的含量為80%-90%，導(dǎo)電劑的總含量為3%-13%，粘結(jié)劑含量為7%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:所述的二氧化錳改性的氟化石墨是采用物理方法對(duì)氟化石墨進(jìn)行金屬氧化物改性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:粘結(jié)劑為丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:負(fù)極是泡沫鎳或鎳網(wǎng)載體上輥壓鋰箔作為負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:電解液中溶質(zhì)為lmol/L的六氟磷酸鋰，溶劑為乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯和碳酸甲乙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:所述的導(dǎo)電劑為超級(jí)碳黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、碳納米纖維、石墨烯中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:所述的物理方法進(jìn)行金屬氧化物改性是指二氧化錳加入氟化石墨進(jìn)行球磨，得到二氧化錳摻雜的氟化石里年、O
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或7所述的一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于:所述二氧化錳改性的氟化石墨中二氧化錳的含量為0.1%-10%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性的鋰/氟化碳電池，其特征在于：包含：正極材料配方按重量百分比計(jì)算，二氧化錳改性的氟化石墨的含量為80%-90%，導(dǎo)電劑的總含量為3%-13%，粘結(jié)劑含量為7%。利用二氧化錳改性的聚一氟化碳，提高材料本身的電子電導(dǎo)率，電池在大電流放電時(shí)，內(nèi)阻降低，極化現(xiàn)象減少，電池的放電能力提高。因此，本發(fā)明能夠提供一種大電流放電能力強(qiáng)的一次電池，具有很大的工業(yè)和商業(yè)價(jià)值。
【IPC分類】H01M4-62, H01M4-583, H01M6-16
【公開號(hào)】CN104538650
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410816313
【發(fā)明人】張紅梅, 王慶杰, 魏俊華, 石斌, 趙洪楷, 陳鋌, 張?jiān)婆? 萬偉華, 楊中發(fā)
【申請(qǐng)人】貴州梅嶺電源有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日