一種鋰亞硫酰氯功率型電池正極制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種鋰亞硫酰氯功率型電池正極制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰亞硫酰氯電池是以金屬鋰為負極，液態(tài)亞硫酰氯為正極活性物質(zhì)，并以多孔炭為正極集流體的電化學體系電源。其中，SOCl2既為反應(yīng)物質(zhì)又為非水無機溶劑，溶解LiAlCl4等添加劑后的溶液為無機電解液，該體系電池是近年發(fā)展起來的新型高能化學電源，總反應(yīng)機理為:4Li+2S0Cl2— 4LiCl+S+S02，由于生成了不溶解的固體產(chǎn)物LiCl和S，隨著放電的進行，多孔炭的表面和內(nèi)孔逐漸被不溶解的固體產(chǎn)物覆蓋堵塞，使碳正極逐漸鈍化失活，導致電池壽命終止。
[0003]現(xiàn)有鋰亞硫酰氯電池正極制造工藝三十年前就已基本形成，并一直沿用至今，其工藝為:將和粉膏料經(jīng)150°C干燥，再將膏料用異丙醇或酒精浸泡后揉成很厚的膜，將厚膜輥軋成薄濕膜，濕膜經(jīng)過干燥后，使用膠黏劑粘接到鎳孔網(wǎng)上，再將已粘接膜的正極片高溫纖維化，最后分切制作而成。這種制備方法存在許多不穩(wěn)定因素:(I)正極膜為濕膜，(2)通過輥軋很難確保膜厚度的一直性，以至于最終整形時厚度難以控制，(3)粘接膜到鎳孔網(wǎng)上時，膠黏劑很難確保涂覆均勻，(4)最終分切成的小片正極由于厚度均勻性而直接造成每片正極的碳含量不均一。
[0004]中國發(fā)明專利(申請?zhí)枮?01010146334.1)中公開了一種鋰亞硫酰氯電池及其制造方法，其中將各原料制成膏狀后多次烘干加熱，過篩成粉末狀后經(jīng)模具吸附在鎳網(wǎng)上，經(jīng)溫控輥機壓成正極極片。該方法的缺點為:僅僅通過過篩的處理方式很難將物料變成粉料，切存在許多大顆?；虺蓤F物質(zhì)，因此這些所謂的粉料物質(zhì)即使輥軋到鎳網(wǎng)上，其粘附性差，容易脫落掉粉，從而影響正極片的質(zhì)量，此類正極片做成電池后，電池容易短路或微短路，減少了使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種粉料分布均勻且粘附性好、含碳量均一的鋰亞硫酰氯功率型電池正極制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種鋰亞硫酰氯功率型電池正極制備方法，其特征在于，步驟為:
[0007]I)粉料預處理
[0008]乙炔黑、乙醇、正極導電劑、粘合劑、純水以一定比例混合成濕料并攪拌均勻；
[0009]攪拌均勻的濕料置于100?150°C環(huán)境下10?20h烘干；
[0010]經(jīng)過低速粉碎為粉料；
[0011]經(jīng)過低速粉碎后再經(jīng)100°C環(huán)境下5?1h烘干；
[0012]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0013]2)粉料上網(wǎng)
[0014]將粉料與水性溶劑均勻混合為半干粉料，所述水性溶劑為無水酒精、純水中至少一種；
[0015]半干粉料通過葉輪給料機均勻灑落到鎳拉網(wǎng)兩面，粉料通過軋機粘合到鎳拉網(wǎng)上;
[0016]上有半干粉料的鎳拉網(wǎng)放入120°C真空干燥箱內(nèi)干燥8?1h ;
[0017]正極鎳拉網(wǎng)放入240?250°C烘箱內(nèi)15?20min保溫進行纖維化；
[0018]3)正極成型
[0019]纖維化后的正極鎳拉網(wǎng)通過精軋機進行整形輥軋，分切清粉后點焊正極蓋組，制成正極。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟I)中正極導電劑為銅粉、鎳粉或鉑粉中的一種。
[0021]優(yōu)選的，所述步驟I)中粘合劑為聚四氟乙烯乳液粘合劑、聚偏氟乙烯乳液粘合劑或聚丙烯酸乳液粘合劑的一種。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟I)中乙炔黑、乙醇、正極導電劑、粘合劑、純水重量比例為1000:
0.6 ?1:60 ?80:70 ?80:3 ?3.5。
[0023]優(yōu)選的，所述步驟I)中低速粉碎速度為1000?1200r/min。
[0024]優(yōu)選的，所述步驟2)中經(jīng)過真空干燥的粉料與水性溶劑質(zhì)量比為1:0.2?0.25。
[0025]本發(fā)明中，步驟I)中采用低速粉碎是由于通過低速攪拌將塊狀物料攪碎，如用高速攪拌則會破壞乙炔黑的碳鏈結(jié)構(gòu)或粘合劑形成的支鏈結(jié)構(gòu)，初步干燥后粉碎再繼續(xù)干燥5?1h是為了充分除去物料中的液相水分，160°C下真空干燥30min是由于粉料是多微孔材料，其微孔內(nèi)微量氣態(tài)水分單純靠加熱難以干燥，通過真空的方式有助于微孔內(nèi)水分的去除，粉碎烘干后的物料成為粒徑較為均一的干燥粉料。步驟2)中將干燥完全的粉料與酒精、水混合成半干狀態(tài)是為了使粉料具有一定的粘性，便于上網(wǎng)，上網(wǎng)后半干粉料經(jīng)過干燥和纖維化后形成多孔結(jié)構(gòu)。而且鎳拉網(wǎng)通過軋機時的方向是由上至下或由下至上移動，葉輪給料機先在鎳拉網(wǎng)的左右兩側(cè)將半干粉料上網(wǎng)，粉料通過軋機的機械壓力壓合在鎳拉網(wǎng)左右兩側(cè)面，此時鎳拉網(wǎng)兩側(cè)所壓合物料的均勻性較好。
[0026]本發(fā)明中的優(yōu)點為:
[0027]1.將物料按比例混合成濕料再進行干燥得到粉料，初次烘干及低速粉碎后繼續(xù)烘干使?jié)窳系玫匠浞指稍铮伊椒植几鶆颉?br>[0028]2.完全干燥的粉料再與酒精、水混合成半干粉料上網(wǎng)是因為這種處理方式比干粉料直接上網(wǎng)粘接強度更大、不掉粉，可以更好確保單位面積的粉料量。
[0029]3.傳統(tǒng)輥軋方式中是將粉料放在兩側(cè)輥上硬性壓合，而葉輪給料機將半干粉料上網(wǎng)比輥軋方式將干粉料上網(wǎng)的粉料量更均勻，一致性更好。
[0030]4.半干粉料上網(wǎng)后，多次加溫進行纖維化能使粉料形成疏松多孔的形態(tài)，增大正極碳電極的活性面積和孔率，提高反應(yīng)活性。
【具體實施方式】
[0031]下面具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0032]實施例1
[0033]I)粉料預處理
[0034]將100g乙炔黑、0.6g無水酒精、60g正極導電劑銅粉、70g聚四氟乙烯乳液粘合劑、3g純水混合成濕料并攪拌均勻；
[0035]攪拌均勻的濕料置于100°C環(huán)境下1h烘干；
[0036]經(jīng)過粉碎機在轉(zhuǎn)速為1000r/min下粉碎后再在100°C環(huán)境下1h烘干；
[0037]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0038]2)粉料上網(wǎng)
[0039]將粉料與酒精按質(zhì)量比為1:0.2均勻混合為半干粉料；
[0040]半干粉料通過葉輪給料機均勻灑落到鎳拉網(wǎng)兩面，粉料通過軋機粘合到鎳拉網(wǎng)上;
[0041]上有半干粉料的鎳拉網(wǎng)放入120°C真空干燥箱內(nèi)干燥8h ;
[0042]正極鎳拉網(wǎng)放入240°C烘箱內(nèi)15min保溫進行纖維化；
[0043]3)正極成型
[0044]纖維化后的正極鎳拉網(wǎng)通過精軋機進行整形輥軋，分切清粉后點焊正極蓋組，制成正極。
[0045]實施例2
[0046]I)粉料預處理
[0047]將100g乙炔黑、Ig無水酒精、80g正極導電劑鎳粉、80g偏氟乙烯乳液粘合劑、3.5g純水混合成濕料并攪拌均勾；
[0048]攪拌均勻的濕料置于120°C環(huán)境下20h烘干；
[0049]經(jīng)過粉碎機在轉(zhuǎn)速為1200r/min下粉碎后再在100°C環(huán)境下6h烘干；
[0050]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0051]2)粉料上網(wǎng)
[0052]將粉料與純水按質(zhì)量比為1:0.25均勻混合為半干粉料；
[0053]半干粉料通過葉輪給料機均勻灑落到鎳拉網(wǎng)兩面，粉料通過軋機粘合到鎳拉網(wǎng)上;
[0054]上有半干粉料的鎳拉網(wǎng)放入120°C真空干燥箱內(nèi)干燥9h ;
[0055]正極鎳拉網(wǎng)放入250°C烘箱內(nèi)20min保溫進行纖維化；
[0056]3)正極成型
[0057]纖維化后的正極鎳拉網(wǎng)通過精軋機進行整形輥軋，分切清粉后點焊正極蓋組，制成正極。
[0058]實施例3
[0059]I)粉料預處理
[0060]將100g乙炔黑、0.8g無水酒精、70g正極導電劑鉑粉、75g聚丙烯酸乳液粘合劑、3.2g純水混合成濕料并攪拌均勻；
[0061]攪拌均勻的濕料置于150°C環(huán)境下15h烘干；
[0062]經(jīng)過粉碎機在轉(zhuǎn)速為1100r/min下粉碎后再在100 °C環(huán)境下7h烘干；
[0063]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0064]2)粉料上網(wǎng)
[0065]將粉料與酒精、純水按質(zhì)量比為1:0.1:0.1均勻混合為半干粉料；
[0066]半干粉料通過葉輪給料機均勻灑落到鎳拉網(wǎng)兩面，粉料通過軋機由粘合到鎳拉網(wǎng)上;
[0067]上有半干粉料的鎳拉網(wǎng)放入120°C真空干燥