一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一次性鋰電池加工制造領域，具體涉及一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料及其制備方法。所述正極材料由乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水經(jīng)多道工序加工制成，所述銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水的重量比例為0.1：10：0.6：200?250；所述制備方法包括和粉、脫水、制粒、拋丸、烘干、打散和篩選步驟。本發(fā)明的有益效果為：該正極材料制備時不需要添加有機溶劑，節(jié)省了原料和工序，且不使用有機溶劑制備的該正極材料不會影響電池性能；其制備方法的烘干步驟因原料中沒有易燃易爆的有機物，有效降低了生產(chǎn)過程中的安全隱患；其制備方法中包含打散和篩選步驟，可得到粒度較為均一的正極材料，使用該正極材料生產(chǎn)的鋰亞硫酰氯電池的性能穩(wěn)定。
【專利說明】
一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料及其制備方法
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明屬于一次性鋰電池加工制造領域，具體涉及一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰亞硫酰氯電池的主要構(gòu)造由以下幾個部分組成:1.鋼殼，2.蓋組，3.隔膜，4.正極材料，5.負極金屬鋰，6.SOCL2。鋰亞硫酰氯電池是實際應用電池系列中比能量最高的一種電池，其可被制作成各種各樣的尺寸和結(jié)構(gòu)，容量范圍從低至400mAh的圓柱形炭包式和卷繞式電極結(jié)構(gòu)電池，到高達I OOOOAh的方形電池。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的鋰亞硫酰氯電池的正極材料通常由聚四氟乙烯粘結(jié)炭黑組成，生產(chǎn)時常需要以乙炔黑、銅粉、聚四氟乙烯乳液、純水及有機溶劑為原料，且生產(chǎn)過程中具有加熱烘干步驟?，F(xiàn)有技術(shù)的不足為，使用有機溶劑，該有機溶劑通常為醇類，易燃，在烘干的過程中有爆炸和燃燒的風險，有安全隱患;現(xiàn)有技術(shù)中的正極材料粒度不均一，用于電池的正極時密度不穩(wěn)定，導致電池的性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品性能一致性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料及其制備方法，該正極材料的制備原料中不含有機溶劑，烘干時沒有安全隱患，該正極材料的粒度均一，用于電池正極時密度穩(wěn)定，電池產(chǎn)品的性能一致性較好。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料，所述正極材料由乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水經(jīng)多道工序加工制成，所述銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水的重量比例為0.1:10:0.6:200-250 ο
[0006]具體的，所述聚四氟乙烯乳液為質(zhì)量分數(shù)60%的水乳液。
[0007]本發(fā)明還提供一種上述鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0008]S1.和粉:將銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水按照0.1:10:0.6:200-250的重量比例充分攪拌混合，得漿料；
[0009]S2.脫水:將SI中的漿料抽到工業(yè)脫水機中進行脫水處理，得膏狀物；
[0010]S3.制粒:將S2中的膏狀物倒入制粒機中制粒，得顆粒物；
[0011 ] S4.拋丸:將S3中的顆粒物放入拋丸機中拋丸成型；
[0012]S5.烘干:將S4中經(jīng)拋丸成型的顆粒物放入烘箱內(nèi)充分干燥；
[0013]S6.打散:將S5干燥之后的顆粒放入攪拌機中，攪拌打散；
[0014]S7.篩選:將S6打散后的顆粒放入篩網(wǎng)機中篩選出粒徑合適的顆粒，即為鋰亞硫酰氯電池的正極材料。
[0015]在上述制備方法的基礎上，其各步驟還可以有如下進一步具體化。
[0016]具體的，步驟SI中各原料的混合遵循以下順序:首先將銅粉和純水按所述比例攪拌混合，然后按所述比例加入乙炔黑且邊加邊攪拌，最后按所述比例加入聚四氟乙烯乳液并攪拌混合。
[0017]具體的，步驟S2中脫水后得到的膏狀物為脫水前漿料重量的1/4。
[0018]具體的，步驟S3中制粒機的制粒網(wǎng)徑為1.5mm。
[0019]具體的，步驟S4中拋丸機的主機變頻設置為7 土 IHz，風機變頻設置20 土 3Hz，執(zhí)丸時間設置為110 ± 10s。
[0020]具體的，步驟S5中的干燥按照以下步驟進行:首先在150°C下除濕120min，然后在250°C下恒溫干燥15min。
[0021]具體的，步驟S6中的攪拌機為手動攪拌機。
[0022]具體的，步驟S7中篩選出的顆粒的粒徑8-16目。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0024]1.該正極材料僅以銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液及純水為原料，不需要添加有機溶劑，節(jié)省了原料和工序，降低了采購和貯存有機溶劑帶來的生產(chǎn)成本，同時使用該正極材料的鋰亞硫酰氯電池的電池性能良好。
[0025]2.其制備方法的烘干步驟因原料中沒有易燃易爆的有機物，有效降低了生產(chǎn)過程中的安全隱患，也避免了生產(chǎn)工人因吸入有機溶劑可能帶來的健康損傷。
[0026]3.其制備方法中包含打散和篩選步驟，可得到粒度較為均一的正極材料，即不存在明顯的大顆粒，也不存在明顯較小的顆?；蚍哿希撜龢O材料的密度相對穩(wěn)定，使用該正極材料生產(chǎn)的鋰亞硫酰氯電池的性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0027]圖1為以實施例1制備的正極材料為正極的電池的放電曲線圖；
[0028]圖2為以實施例2制備的正極材料為正極的電池的放電曲線圖；
[0029]圖3為以實施例3制備的正極材料為正極的電池的放電曲線圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0031]實施例1
[0032]一種上述鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0033]S1.和粉:將10g銅粉和200kg純水在容器中充分混合，然后邊攪拌邊加入1kg乙炔黑，最后加入600g質(zhì)量分數(shù)60%的聚四氟乙烯水乳液并充分攪拌，得漿料；
[0034]S2.脫水:將SI中的漿料抽到工業(yè)脫水機中進行脫水處理，脫水后重量是原來重量的1/4，得膏狀物；
[0035]S3.制粒:將S2中的膏狀物倒入制粒機中制粒，制粒網(wǎng)徑為1.5mm，得顆粒物；
[0036]S4.拋丸:將S3中的顆粒物放入拋丸機中拋丸成型，拋丸機主機變頻設置為7Hz，風機變頻設置為20Hz，拋丸時間設置為I 1s;
[0037]S5.烘干:將S4中經(jīng)拋丸成型的顆粒物放入烘箱內(nèi)，先150°C除濕120min，然后250°(:恒溫干燥15min;
[0038]S6.打散:將S5干燥之后的顆粒放入手動攪拌機中，攪拌打散；
[0039]S7.篩選:將S6打散后的顆粒放入篩網(wǎng)機中篩選出粒徑為8-16目的顆粒，即為鋰亞硫酰氯電池的正極材料。
[0040]實施例2
[0041 ] 一種上述鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0042]S1.和粉:將10g銅粉和220kg純水在容器中充分混合，然后邊攪拌邊加入1kg乙炔黑，最后加入600g質(zhì)量分數(shù)60%的聚四氟乙烯水乳液并充分攪拌，得漿料；
[0043]S2.脫水:將SI中的漿料抽到工業(yè)脫水機中進行脫水處理，脫水后重量是原來重量的1/4，得膏狀物；
[0044]S3.制粒:將S2中的膏狀物倒入制粒機中制粒，制粒網(wǎng)徑為1.5mm，得顆粒物；
[0045]S4.拋丸:將S3中的顆粒物放入拋丸機中拋丸成型，拋丸機主機變頻設置為6Hz，風機變頻設置為17Hz，拋丸時間設置為10s;
[0046]S5.烘干:將S4中經(jīng)拋丸成型的顆粒物放入烘箱內(nèi)，先150°C除濕120min，然后250°(:恒溫干燥15min;
[0047]S6.打散:將S5干燥之后的顆粒放入手動攪拌機中，攪拌打散；
[0048]S7.篩選:將S6打散后的顆粒放入篩網(wǎng)機中篩選出粒徑為8-16目的顆粒，即為鋰亞硫酰氯電池的正極材料。
[0049]實施例3
[0050]—種上述鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0051 ] S1.和粉:將10g銅粉和250kg純水在容器中充分混合，然后邊攪拌邊加入1kg乙炔黑，最后加入600g質(zhì)量分數(shù)60%的聚四氟乙烯水乳液并充分攪拌，得漿料；
[0052]S2.脫水:將SI中的漿料抽到工業(yè)脫水機中進行脫水處理，脫水后重量是原來重量的1/4，得膏狀物；
[0053]S3.制粒:將S2中的膏狀物倒入制粒機中制粒，制粒網(wǎng)徑為1.5mm，得顆粒物；
[0054]S4.拋丸:將S3中的顆粒物放入拋丸機中拋丸成型，拋丸機主機變頻設置為8Hz，風機變頻設置為23Hz，拋丸時間設置為120s;
[0055]S5.烘干:將S4中經(jīng)拋丸成型的顆粒物放入烘箱內(nèi)，先150°C除濕120min，然后250°(:恒溫干燥15min;
[0056]S6.打散:將S5干燥之后的顆粒放入手動攪拌機中，攪拌打散；
[0057]S7.篩選:將S6打散后的顆粒放入篩網(wǎng)機中篩選出粒徑為8-16目的顆粒，即為鋰亞硫酰氯電池的正極材料。
[0058]檢測例
[0059]以實施例1-3制得的正極材料作為鋰亞硫酰氯電池的正極，生產(chǎn)鋰亞硫酰氯電池，其放電曲線分別如圖1至圖3所示，經(jīng)對比可見使用本發(fā)明制備正極材料的電池性能良好，初始電壓及放電曲線均極為相近，這說明本發(fā)明正極材料粒徑均一性，有利于電池性能的穩(wěn)定;此外，與中國專利CN103972466A公開的使用有機溶劑為制備原料之一的正極材料相比，兩者生產(chǎn)的電池的放電曲線也較相近，說明本發(fā)明提供的方法雖然不使用有機溶劑，但其得到的正極材料可以用作電池的生產(chǎn)，不會影響產(chǎn)品性能。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料，其特征在于，所述正極材料由銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水經(jīng)多道工序加工制成，所述銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水的重量比例為0.1:10:0.6:200-250。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液為質(zhì)量分數(shù)60%的水乳液。3.—種如權(quán)利要求1或2所述的鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51.和粉:將銅粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和純水按照0.1:10:0.6:200-250的重量比例充分攪拌混合，得漿料； 52.脫水:將SI中的漿料抽到工業(yè)脫水機中進行脫水處理，得膏狀物； 53.制粒:將S2中的膏狀物倒入制粒機中制粒，得顆粒物； 54.拋丸:將S3中的顆粒物放入拋丸機中拋丸成型； 55.烘干:將S4中經(jīng)拋丸成型的顆粒物放入烘箱內(nèi)充分干燥； 56.打散:將S5干燥之后的顆粒放入攪拌機中，攪拌打散； 57.篩選:將S6打散后的顆粒放入篩網(wǎng)機中篩選出粒徑合適的顆粒，即為鋰亞硫酰氯電池的正極材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟SI中各原料的混合遵循以下順序:首先將銅粉和純水按所述比例攪拌混合，然后按所述比例加入乙炔黑且邊加邊攪拌，最后按所述比例加入聚四氟乙烯乳液并攪拌混合。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中脫水后得到的膏狀物為脫水前漿料重量的1/4。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中制粒機的制粒網(wǎng)徑為1.5_。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S4中拋丸機的主機變頻設置為7 土 IHz，風機變頻設置20 土 3Hz，執(zhí)丸時間設置為110 土1s08.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S5中的干燥按照以下步驟進行:首先在150 °C下除濕120min，然后在250 V下恒溫干燥15min。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S6中的攪拌機為手動攪拌機。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰亞硫酰氯電池的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S7中篩選出的顆粒的粒徑為8-16目。
【文檔編號】H01M4/36GK105932239SQ201610308215
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】陳克榮
【申請人】武漢安能電源有限責任公司