一种锂二硫化铁电池的正极材料以及采用该正极材料的正极片与电池制造技术

本发明专利技术提供了一种锂二硫化铁电池的正极材料以及采用该正极材料的正极片与电池。所述锂二硫化铁电池正极材料由以下组分组成：正极活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂；所述正极活性物质为二硫化铁；所述添加剂为碳纳米管与金属盐和/或金属纤维的混合物；所述添加剂的质量占正极材料的质量的0.01%~10 wt%。通过向正极材料添加本发明专利技术所述的添加剂，由采用所述正极材料制备得到的锂二硫化铁电池拥有优秀的倍率放电性能、高的能量密度和较高的平台电压。

Cathode material of a lithium iron disulfide battery and anode sheet and battery using the cathode material

The invention provides a cathode material for a lithium pyrite battery and anode sheet and battery using the cathode material. The lithium iron disulfide battery anode material consists of the positive electrode active material, conductive agent, binder and additive; the cathode active material for pyrite; the additive is a mixture of carbon nanotube and metal salt and / or metal fibers; the quality of the additive mass of cathode material 0.01%~10 wt%. By adding the additive to the cathode material, by using the platform for voltage cathode material lithium pyrite battery prepared with high energy density and excellent high rate discharge performance, the.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂二硫化铁电池领域，更具体地，涉及一种锂二硫化铁电池的正极材料以及采用该正极材料的正极片与电池。
技术介绍
锂-二硫化铁电池以二硫化铁为正极的活性物质，金属锂为电池负极。锂二硫化铁电池的标准电压为1.5V，适合使用于正常1.5V的电器。锂二硫化铁电池具有比能量高，储存时间长，优良的倍率性能与低温性能等优点，替代碱性电池使用的同时能更好兼顾其他需要大负载电池和低温环境下使用的电池。电池在恒电流放电时，电压会有一个平稳的过程，而这一平稳值就是放电的平台电压，而平台电压一般比标准电压要低，平台电压的高低会影响使用设备的工作性能，平台电压越接近标准电压越好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于锂二硫化铁电池的正极材料，所述正极材料能够有效提高锂二硫化铁电池的平台电压。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下组分组成：正极活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂；所述正极活性物质为二硫化铁；所述添加剂为碳纳米管与金属盐和/或金属纤维的混合物；所述添加剂的质量占正极材料的质量的0.01%~10wt%。其中，所述导电剂为碳黑、乙炔黑、金属粉末中的一种或几种的组合。所述粘结剂可以为羧甲基纤维素（CMC）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）。所述正极材料中的正极活性物质、粘结剂、导电剂的用量可根据现有技术进行调整，具体地，正极材料由以下按质量百分数计算的组分组成：正极活性物质50~99wt%、粘结剂0.25~25wt%、导电剂0.25~25wt%、添加剂0.01%~10wt%。本专利技术通过向正极材料加入一定用量的所述添加剂，使得锂二硫化铁电池的平台电压能够得到提高。优选地，所述添加剂的质量占正极材料的总质量的3%~10wt%，更优选为3%~5wt%。所述添加剂为碳纳米管与金属盐和/或金属纤维的混合物，即碳纳米管-金属盐的混合物、纳米管-金属纤维的混合物、纳米管-金属盐-金属纤维的混合物。更优选地，所述添加剂为碳纳米管和金属盐的混合物。优选地，所述碳纳米管与所述金属盐或金属纤维的用量之比为5~1：1，更优选为5~4：1。优选地，所述金属纤维为碳钢纤维、铜纤维、铝纤维、镍纤维、铁铬铝合金纤维。优选地，所述金属盐为Li2CO3、LiOH、Na2CO3、KCl中的一种或多种的组合。更优选的地，所述金属盐为Li2CO3。本专利技术的另一个目的是提供采用上述锂二硫化铁电池正极材料的正极片。所述正极片的制备方法可参考现有技术，具体来说，可采用以下步骤制备：将上述二硫化铁、粘结剂、导电剂、添加剂加入有机溶剂中，搅拌均匀后涂覆于集流体上（如铝箔），通过烘烤、裁剪后，制得正极片。本专利技术的另一个目的是还提供采用上述正极片的锂二硫化铁电池。所述锂二硫化铁电池采用以下步骤制备：将正极片、隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将电芯装壳、注入电解液、封口组成锂二硫化铁电池，其中负极片由锂金属合金组成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过向正极材料添加本专利技术所述的添加剂，由采用所述正极材料制备得到的锂二硫化铁电池拥有较高的平台电压和优秀的倍率放电性能。附图说明图1为实施例与对比例所制备得到的锂二硫化铁电池的放电曲线图。具体实施方式通过以下具体实施例进一步详细说明本专利技术，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，可以在本专利技术权利限定的范围内进行各种改变。本专利技术所采用的石墨购自于深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，碳纳米管购自于天奈(镇江)材料科技有限公司，金属盐购自于江西赣锋锂业股份有限公司，其它试剂和原料也均为常规市购。实施例1一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁95wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂1wt%（分别为石墨0.6wt%，金属纤维0.4wt%），其中所选用的金属纤维为铝纤维。其中，粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑；将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备将上述制备得到的正极片、隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将电芯装壳、注入电解液、封口组装成锂二硫化铁电池，其中负极片由锂金属合金组成。实施例2一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁95wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂1wt%（分别为碳纳米管0.6wt%，金属纤维0.4wt%），其中所选用的金属纤维为碳钢纤维。其中，粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑；将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备将上述制备得到的正极片、隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将电芯装壳、注入电解液、封口组装成锂二硫化铁电池，其中负极片由锂金属合金组成。实施例3一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁93wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂3wt%（分别为碳纳米管2.4wt%，金属盐0.6wt%），其中所选用的金属盐为LiOH。粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑，将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备将上述制备得到的正极片、隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将电芯装壳、注入电解液、封口组装成锂二硫化铁电池，其中负极片由锂金属合金组成。实施例4一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁95.5wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂0.5wt%（分别为碳纳米管0.4wt%，金属盐0.1wt%），其中所选用的金属盐为LiOH。其中，粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑。将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备与实施例1相同。实施例5一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁91wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂5wt%（分别为碳纳米管4wt%，金属盐1wt%），其中所选用的金属盐为LiOH。其中，粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑。将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备与实施例1相同。实施例6一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁86wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂10wt%（分别为碳纳米管8wt%，金属盐2wt%），其中所选用的金属盐为LiOH。其中，粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑。将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备与实施例1相同。实施例7一种锂二硫化铁电池正极材料，由以下按重量百分数计算的组分组成：二硫化铁93wt%、粘结剂1wt%、导电剂3wt%、添加剂3wt%（分别为碳纳米管2.5wt%，金属盐0.5wt%），其中所选用的金属盐为LiOH。粘结剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯；导电剂为乙炔黑，将上述组分搅拌均匀后涂覆于铝箔上，通过烘烤、裁剪后，制得正极片。锂二硫化铁电池的制备将上述制备得到的正极片、隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将电芯装壳、注入电解液、封口组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二硫化铁电池正极材料，其特征在于，由以下组分组成：正极活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂；所述正极活性物质为二硫化铁；所述添加剂为碳纳米管与金属盐和/或金属纤维的混合物；所述添加剂的质量占正极材料的质量的0.01%~10 wt%。

【技术特征摘要】
1.一种锂二硫化铁电池正极材料，其特征在于，由以下组分组成：正极活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂；所述正极活性物质为二硫化铁；所述添加剂为碳纳米管与金属盐和/或金属纤维的混合物；所述添加剂的质量占正极材料的质量的0.01%~10wt%。2.根据权利要求1所述的锂二硫化铁电池正极材料，其特征在于，所述添加剂的质量占正极材料的总质量的3%~10wt%。3.根据权利要求1所述的锂二硫化铁电池正极材料，其特征在于，所述碳纳米管与所述金属盐或金属纤维的用量之比为5~1：1。4.根据权利要求3所述的锂二硫化铁电池正极材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛建军，刘治华，
申请(专利权)人：广州鹏辉能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44