專利名稱：：鋰鐵電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰鐵電池。技術(shù)背景目前電子器具的多樣化、小型化的飛速更新?lián)Q代，促使了電池的進步，要求電池比能量和比功率高、壽命長、價格適宜、使用方便。小型電器的飛速發(fā)展使小型民用電池市場不僅數(shù)量要求成倍增加，而且要求品種多、擱置壽命長、一次容量高、體積小。可是目前市場的狀況是中低檔次電池占主導,遠遠不能滿足市場電器重負載工作的需要。Li-FeS2電池是以FeS2為陰極活性物質(zhì)，Li為陽極活性物質(zhì)的鋰電池。工作電壓是1.5V，與一般用電器相匹配，可直接代替標準水溶液電池。該電池的優(yōu)點是比能量大、容量高、儲存時間長，與目前市場上廣泛使用的堿性鋅錳、碳鋅一次電池具有互換性，可以廣泛地應用于諸如照相機、MP3、助聽器、攝像機，工業(yè)PC機、計算機RAM、CMOS電路記憶支撐電源，無線電通訊、各種軍事通訊電臺、醫(yī)療器材、手提通訊器材，計時器、計數(shù)器等儀器儀表，以及隨身聽等便攜式用電器中。由于該電池廣泛存在于民用市場和工業(yè)市場。因此發(fā)展前景非常巨大。Li-FeS2電池屬鋰電池系列，電池的主要特性如下(l)放電電壓高且較平穩(wěn)；(2)放電容量大，AA型電池以200mA放電至l.OV的平均放電容量為2900mAh;(3)比功率高，可以大電流放電，AA型電池最大可以2.0A放電電流連續(xù)放電；(4)在同型號電池產(chǎn)品中，重量最輕，其中AA型Li/FeS2電池的重量約為14.5g;(5)工作溫度范圍較寬，-40°C~60°C，其中低溫性能尤其突出；(6)高溫貯存性能良好，可在60'C溫度下貯存；(7)有良好的防漏液性能；(8)貯存壽命長，在常溫下可貯存10年；(9)電池無汞、無鎘、無鉛，符合環(huán)保要求。雖然這種Li-FeS2電池具有以上諸多優(yōu)點，但由于出現(xiàn)時間短，還有許多可以完善和改進之處，例如進一步提高其充放電性能以及正極板的加工性能，放電初期電壓高的問題等，仍是這種電池研究工作的一個重點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰鐵電池，該電池具有負壓高，放電性能良好的特點，同時添加劑的加入有效的解決了電池放電初始電壓高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是一種鋰鐵電池，該電池的正極填料中包括有粒徑為10nm10(^m的二氧化硅、碳酸鋰或其組合的添加劑。所述添加劑粒徑為2100^im。所述添加劑以電池正極填料的總重量計算，含量為0.01-5重量％。本發(fā)明具有的優(yōu)點利用現(xiàn)有的鋰-二硫化鐵電池的制作方法和結(jié)構(gòu)特點，并結(jié)合二氧化硅、碳酸鋰或其組合能夠改善其放電初始電壓、改善電池正極加工性能等優(yōu)點，正極以二硫化鐵作為活性物質(zhì)，石墨粉和乙炔黑作為導電劑，PVDF為粘結(jié)劑，負極采用鋰鋁合金，電解液采用非水體系電解液，在電池正極中添加小粒徑的二氧化硅、碳酸鋰或其組合，小粒徑提高了二氧化硅、碳酸鋰或其組合與正極活性物質(zhì)表面的接觸率，從而提高電池的電化學性能。本發(fā)明可避免電池開始放電出現(xiàn)的高電壓現(xiàn)象；有效的減少了鋰電池放電后電池膨脹現(xiàn)象；并且提高了正極的制作加工性能。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是AA型電池的放電特征曲線，電池的放電條件恒流1000mA連放，截至電壓0.6V;其中添加二氧化硅和添加碳酸鋰的放電曲線相似，接近重合。具體實施例方式本發(fā)明提供的鋰-二硫化鐵電池，正極以二硫化鐵作為活性物質(zhì)，石墨粉和乙炔黑作為導電劑，PVDF為粘結(jié)劑，負極采用鋰鋁合金，電解液采用非水體系電解液，在電池正極中添加正極干料總重量的0.015重量％的二氧化硅、碳酸鋰或其組合作為添加劑。所添加的二氧化硅、碳酸鋰或其組合的粒徑在10nm100nm的范圍內(nèi)均可，但在2100^im范圍內(nèi)更好；這種粒徑提高二氧化硅、碳酸鋰或其組合與正極活性物質(zhì)表面的接觸率，從而提高電池的電化學性能。以二氧化硅、碳酸鋰或其組合為添加劑的正極制作方法如下1、將乙炔黑、石墨和添加劑二氧化硅或碳酸鋰按照其在正極干料中所占重量配比進行混合，其中添加劑的含量為0.01-5重量％，球磨6小時，取出60目過篩23次；2、按照正極干料中二硫化鐵所占配比加入二硫化鐵，然后將該粉料機械攪拌24小時，之后取出在氮氣保護下進行高溫處理，溫度30050(TC，保溫時間2~8小時；3、將熱處理之后的干料過60目篩23次；4、在干料中加入一定量的粘結(jié)劑進行打漿，機械攪拌若干小時，直至攪拌均勻，之后抽真空去氣泡，將混合物制成均勻粘稠的漿料；5、利用涂布機將其按照一定厚度均勻涂布于鋁箔上，然后進行烘干、輥壓、裁片、極耳焊接等操作，制作成為圓柱型巻繞式電池正極片。將上述制作成的極片進行除水分處理，處理之后，立即進行巻繞、刻線、注液，最后封口制成AA型電池。測試方法及結(jié)果將如上制作的AA型鋰-二硫化鐵電池經(jīng)陳化之后，進行電池性能測試。電池開壓、負壓、內(nèi)阻測試方法均采用常規(guī)測試方法電壓表測試電池的開壓、負壓，用電池內(nèi)阻測試儀測試電池的內(nèi)阻放電試驗，以1000mA放電至0.6V，測試均在2022"C，60%RH條件下進行。其放電曲線如圖l所示，添加二氧化硅、碳酸鋰的AA型鋰-二硫化鐵電池的放電平臺在1.4V以上，放電容量在3300mAh左右。相對沒有添加添加劑的AA型鋰-二硫化鐵電池放電平臺有所提高，放電容量也有所增加。表l中所示的各個實施例顯示出，正極中添加不同含量的二氧化硅對電池的開壓和負壓的影響。從表l中的數(shù)據(jù)看出在加入了二氧化硅之后，電池的開壓有所降低，負壓有所升高(負荷電阻為3.9Q)。顯示出本發(fā)明的鋰-二硫化鐵電池具有負壓高的特點。表1正極中添加不同含量的二氧化硅對電池的開壓和負壓的影響_<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2中所示的各個實施例顯示出，正極中添加不同含量的碳酸鋰對電池的開壓和負壓的影響。從表2中的數(shù)據(jù)看出在加入了碳酸鋰之后，電池的開壓有所降低，負壓有所升高(負荷電阻為3.9Q)。表明本發(fā)明的鋰-二硫化鐵電池具有負壓高的特點。表2正極中添加不同含量的碳酸鋰對電池的開壓和負壓的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3中的各個實施例顯示出了正極中添加不同含量的二氧化硅、碳酸鋰對電池放電性能的影響。從表中的數(shù)據(jù)可以看出，在1000mA放電至0.6V的放電制度下，正極中添加了二氧化硅、碳酸鋰之后，電池的放電時間有所增加。顯示出本發(fā)明的電池具有放電性能好的特點。表3正極中添加不同含量的二氧化硅、碳酸鋰對電池放電性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述實施例表明，本發(fā)明的電池具有負壓高，放電性能良好的特點，同時添加劑的加入有效的解決了電池放電初始電壓高的問題。權(quán)利要求1、一種鋰鐵電池，其特征在于該電池的正極填料中包括有粒徑為10nm～100μm的二氧化硅、碳酸鋰或其組合的添加劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鐵電池，其特征在于所述添加劑粒徑為2~100|im。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰鐵電池，其特征在于所述添加劑以電池正極填料的總重量計算，含量為0.015重量％。全文摘要本發(fā)明公開了一種鋰鐵電池，該電池的正極填料中包括有粒徑為10nm～100μm的二氧化硅、碳酸鋰或其組合的添加劑。本發(fā)明可避免電池開始放電出現(xiàn)的高電壓現(xiàn)象；有效的減少了鋰電池放電后電池膨脹現(xiàn)象；并且提高了正極的制作加工性能。文檔編號H01M4/02GK101404342SQ20081017653公開日2009年4月8日申請日期2008年11月17日優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日發(fā)明者李海波,慧賀,郁宇駿,馬祖華申請人:中銀(寧波)電池有限公司