能量密度改进的非水型电化学电池制造技术

本发明专利技术涉及一种非水型电池，它包含锂金属箔阳极和阴极涂层，此涂层包含作为活性材料的二硫化铁，其中涂层至少加在金属基底的一个表面，此金属基底起阴极电流收集器的作用。特别是本发明专利技术的电池在快速放电性能方面有改进，而且令人惊奇的是它是在阳极欠平衡状态下取得的。本发明专利技术的电池具有≤１．０的阳极对阴极输入。我们意外地发现，通过将一种独特和新颖的阴极涂层组成与合金锂箔一起使用，而只增加阴极涂层固体物的体积约１０％，就使电池体积上和重量上的能量密度均增加约２０～２５％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
能量密度改进的非水型电化学电池本专利技术涉及一种非水型电池。例如一种电池，其中锂是活性阳极材料，而二硫化铁或黄铁矿是活性阴极材料。长期以来都认为锂金属负电极(阳极)与黄铁矿或二硫化铁(阴极)的电化学耦合是理论上的高能量耦合。在下文中，“黄铁矿”和“二硫化铁”可互换使用。在任何金属中，锂金属的密度最低，它能提供2062毫安培-小时/厘米3(mAh/cm3)的体积能量密度和3861.7毫安培-小时/克(mAh/g)的重量能量密度。黄铁矿因为有经受4个电子还原的能力，它具有提供较大能量的可能，它有体积能量密度4307mAh/cm3和重量能量密度893.58mAh/g。然而，这种特殊的电化学耦合电池要达到商业上可行的程度仍存在很多问题。一个关键问题是如何有效地利用内部的电池体积。我们知道这种电化学系统在放电并伴随产生反应产物的时候会产生体积的增大，因此电池的设计必须考虑到要有足够的空体积来容纳这种体积上的增加。此外还应知道由于电池放电效率的增加，还会产生更多的反应产物，这将造成已增加的体积更加增大，这也需要在电池内有足够的空体积来容纳。若试图通过增加阴极的密度来改善电池的能量密度又会存在另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池，它包含一个阴极组合件，此阴极组合件包含一个金属阴极电流收集器，此收集器有两个主表面和一个阴极涂层，此涂层至少加在两个主表面中的一个，此涂层含有二硫化铁；这种电池还包含金属锂阳极，它是由锂与铝的合金制成的，其中阳极对阴极输入比≤１．０。

【技术特征摘要】
US 2002-6-5 10/164,2391.一种电化学电池，它包含一个阴极组合件，此阴极组合件包含一个金属阴极电流收集器，此收集器有两个主表面和一个阴极涂层，此涂层至少加在两个主表面中的一个，此涂层含有二硫化铁；这种电池还包含金属锂阳极，它是由锂与铝的合金制成的，其中阳极对阴极输入比≤1.0。2.根据权利要求1的电池，其中阳极包含＜1.0重量％的铝。3.根据权利要求2的电池，其中阳极包含0.1～0.9重量％的铝。4.根据权利要求3的电池，其中阳极包含0.5重量％的铝。5.根据任一上述权利要求的电池，其中阴极涂层还包含＜43％的空体积。6.根据权利要求5的电池，其中空体积为36～42％。7.根据任一上述权利要求的电池，其中阴极涂层还包含合成石墨。8.根据权利要求7的电池，其中合成石墨是高度结晶的合成石墨。9.根据权利要求8的电池，其中高度结晶的合成石墨具有平均颗粒大小3.0～11.0μm，BET表面积3.0～11.0m2/g和DBP 160～200％。10.根据任一上述权利要求的电池，其中阴极涂层还包含乙炔炭黑。11.根据任一上述权利要求的电池，其中阴极涂层还包含超微粉碎的聚四氟乙烯粉末。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW马普尔，
申请(专利权)人：永备电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]