專利名稱：鋰/亞硫酰氯電池碳陰極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備電池電極的方法，更具體的說是涉及一種制備鋰/ 亞硫酰氯電池碳陰極的方法。
背景技術(shù)：
鋰/亞硫酰氯(Li/SOCl2)電池是目前化學電源中比能量最高的電池，它工 作電壓髙、放電電壓平穩(wěn)堪與鋅銀電池相比、質(zhì)量比能量約為同樣鋅銀電 池的兩倍、使用溫度可達-40。C ~+55°C、貯存壽命長達5 10年。對衛(wèi)星 等航天器來講， 一次電源太重一直是提高衛(wèi)星有效載荷的制約因素。我國 返回式衛(wèi)星等短周期航天器一直以鋅銀電池作為主電源，但最近中國航天 科工集團公司梅嶺化工廠研制的大容量Li/SOCl2電池已開始在某系列返回 式衛(wèi)星上用作溫控、濕控等輔助電源。以Li/SOCl2電池取代鋅銀電池作為 航天器的主電源，可使航天器電源系統(tǒng)的質(zhì)量和體積均減小三分之一 以上。 此外，Li/SOCl2電池的濕態(tài)存放時間長達5-10年，而鋅銀電池濕態(tài)存放時 間僅幾個月，并且鋅銀電池使用前需要在靶場進行長時間的技術(shù)準備，顯 然Li/SOCl2電池更符合現(xiàn)代武器系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求。導彈、衛(wèi)星等飛行 器使用的一次電源不僅要求比能量高，還需具備較大的輸出功率，即電池 要具有一定的脈沖放電能力和高速率放電性能，但是常規(guī)的Li/SOCl2電池 在放電過程中，碳陰極表面因LiCl的沉積而逐漸失去活性，陰極反應阻力 增大，導致電池的電流輸出能力下降，存在著安全性問題、電壓滯后和電 流輸出能力問題，要想用Li/SOCl2電池取代目前的主電源鋅銀電池，還需 要進一步改善或解決上述問題，研究發(fā)現(xiàn)Li/SOCl2電池通過改善碳陰極的 質(zhì)量可以有效提高Li/SOCl2電池的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰/亞硫酰氯電池碳陰極的制備 方法，其顯著提高了鋰/亞硫酰氯電池的電化學性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案，a.和粉
乙炔碳黑、重量濃度為60%的聚四氟乙烯水溶液和異丙醇的重量比分別 為22: 5: 200,酞菁鈷配合物的加入量為固體混合物總量的2~10% (重 量)，將各組分混合均勻得到陰極膏狀物；
b. 碾壓成型
將上述混合均勻的陰極膏狀物放入對輥機進行多次碾壓，制成l~2mm 厚度的膜，裁剪成正極片；
c. 真空烘干
將上述裁剪成片的碳陰極放入真空烘箱中在150 30(TC下烘干12小時
得到所述鋰/亞硫酰氯電池碳陰極。
本發(fā)明的有益效果通過將酞菁鈷配合物摻入到鋰/亞硫酰氯電池碳陰 極中，酞菁鈷配合物既作為電催化劑，又作為造孔劑，從而提高碳陰極的 疏松度，增大碳陰極的表面積，有效降低反應離子和電荷在多孔碳電極的 傳輸阻力問題，并可提高鋰/亞硫酰氯電池的放電容量和工作電壓，提高電 池的大電流放電能力。
圖l是酞菁鈷配合物的分子結(jié)構(gòu)圖2是兩種不同碳膜組裝的Li/S0Cl2電池恒流放電曲線圖。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進一步詳細描述，a.和粉 乙炔碳黑、重量濃度為60%的聚四氟乙烯水溶液和異丙醇的重量比分別 為22: 5: 200,酞菁鈷配合物的加入量為固體混合物總量的2~10% (重量)，將各組分混合均勻得到陰極膏狀物；
b. 碾壓成型
將上述混合均勻的陰極膏狀物放入對輥機進行多次碾壓，制成l~2mm 厚度的膜，裁剪成正極片；
c. 真空烘干
將上述裁剪成片的碳陰極放入真空烘箱中在150 30(TC下烘干12小時 得到所述鋰/亞硫酰氯電池碳陰極。
(1 )和粉
乙炔碳黑(電池級)0.88g 聚四氟乙烯乳液(60%水溶液)0.2ml 異丙醇(分析純)8ml 酞菁鈷配合物0.042g (質(zhì)量比4% )
按照比例稱取聚四氟乙烯乳液放入瑪瑙坩鍋中，再稱取乙炔碳黑和酞菁鈷 放入其中，加入8ml異丙醇作為溶劑，攪拌混合均勻形成碳陰極膏狀物。
(2) 碾壓成型
將混合均勻的陰極膏狀物放入對輥機進行多次碾壓成1 _21!1111厚度的膜， 按電池尺寸裁剪成正極片。
(3) 真空烘干
將碾壓好的正極片放入真空烘箱中在200。C下烘干12小時，得到鋰/亞硫酰 氯電池碳陰極備用。
圖1是酞菁鈷配合物的分子結(jié)構(gòu)圖，圖2是兩種不同碳膜組裝的Li/S0Cl2電池恒流放電曲線圖，A為摻入酞菁鈷的碳膜，B為普通碳膜，可 見通過將過渡金屬酞菁配合物摻入到鋰/亞硫酰氯電池碳陰極中，過渡金屬 酞菁配合物既作為電催化劑，又作為造孔劑，從而提高碳陰極的疏松度， 增大碳陰極的的表面積，有效降低反應離子和電荷在多孔碳電極的傳輸阻 力問題，并可提高鋰/亞硫酰氯電池的放電容量和工作電壓，提高電池的大 電流放電能力。(1 )和粉
乙炔碳黑(電池級)2.64g 聚四氟乙烯乳液(60%水溶液)0.6ml 異丙醇(分析純)24ml 酞菁鈷配合物0.333g (質(zhì)量比10% )
說明書第5/5頁
按照比例稱取聚四氟乙烯乳液放入瑪瑙坩鍋中，再稱取乙炔碳黑和酞菁鈷 放入其中，加入8ml異丙醇作為溶劑，攪拌混合均勻形成碳陰極膏狀物。
(2) 碾壓成型
將混合均勻的陰極膏狀物放入對輥機進行多次碾壓成1 -2mm厚度的膜， 按電池尺寸裁剪成正極片。
(3) 真空烘干
將碾壓好的正極片放入真空烘箱中在25(TC下烘干12小時，得到鋰/亞硫酰 氯電池碳陰極備用。
上述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所 作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種鋰/亞硫酰氯電池碳陰極的制備方法，包括下列步驟a. 和粉乙炔碳黑、重量濃度為60％的聚四氟乙烯水溶液和異丙醇的重量比分別為22∶5∶200，酞菁鈷配合物的加入量為固體混合物總量的2～10％(重量)，將各組分混合均勻得到陰極膏狀物；b. 碾壓成型將上述混合均勻的陰極膏狀物放入對輥機進行多次碾壓，制成1～2mm厚度的膜，裁剪成正極片；c. 真空烘干將上述裁剪成片的碳陰極放入真空烘箱中在150～300℃下烘干12小時得到所述鋰/亞硫酰氯電池碳陰極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰/亞硫酰氯電池的碳陰極及其制備方法a.將乙炔碳黑、重量濃度為60％的聚四氟乙烯水溶液和異丙醇的重量比分別為22∶5∶200，酞菁鈷配合物的加入量為固體混合物總量的2～10％(重量)，各組分混合均勻得到陰極膏狀物和粉；b.碾壓成型；c.真空烘干。本發(fā)明通過將酞菁鈷配合物摻入到鋰/亞硫酰氯電池碳陰極中，酞菁鈷配合物既作為電催化劑，又作為造孔劑，從而提高碳陰極的疏松度，增大碳陰極的表面積，有效降低反應離子和電荷在多孔碳電極的傳輸阻力問題，并可提高鋰/亞硫酰氯電池的放電容量和工作電壓，提高電池的大電流放電能力。
文檔編號H01M4/96GK101414677SQ200810042080
公開日2009年4月22日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者吳一平, 周國定, 國瑞峰, 葛紅花, 郭永勝 申請人:上海電力學院