一种锂－二硫化亚铁一次性柱式电池，包括柱式外壳，所述外壳内有正、负极，正负极之间设有隔膜，所述正、负极与隔膜之间充满电解液，其特征在于，所述正极的活性物质为纳米二硫化铁，所述纳米二硫化铁中还混合有导电剂，所述纳米二硫化铁表面还包覆有金属氧化物，其中，二硫化铁的质量百分含量为８１～９４％，导电剂的质量百分含量为４～１０％，金属氧化物的质量百分含量为２～９％，所述电解液包括非水有机溶剂，锂盐和添加剂，其制备工艺为制备正极活性物质；制备正极材料；选择负极材料和电池外壳；将各部件装配并封口成型即可。本发明专利技术工艺简单，电解性能优异，生产成本低，制得的产品具有成本低、质轻、容量高、寿命长等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂铁柱式电池，具体涉及一种锂-二硫化铁一次性柱式电池 及其制备工艺。
技术介绍
当前市场上电池主要为锌锰电池与银锌电池，其均含金属汞，极易对环境造 成污染。锂电池是上世纪五十年代末首先由美国研究开发的全新一代的电池，日 本于1973年最早开发了锂-氟化碳电池，至今已有三十多年的历史。能源危机、 资源短缺、环境污染是人类生存面临的严峻挑战，随着社会的发展，科技的进步， 人们的环境保护意识越来越强，因此，锂电池这种绿色环保电池应运而生。锂-二硫化亚铁(Li/FeS2)电池是高能环保的电池，近年来已获得巨大的发 展，作为新型电池的锂一二硫化铁电池，其有着独特的优点高能、轻量、环保， 工作电压1.5V，可与碱锰电池、镍氢、镍镉、锌银电池互换使用，其放电平台 平稳、储存寿命长、安全性能优良。该电池正极材料二硫化铁的理论容量为 8卯mAh/g，单只AA (5号)电池的容量高于3000mAh，特别是在重负载场合 中使用时，其性能是普通电池的4 10倍。目前主要用于数码相机、MP3、PDAs、 手持游戏机、便携CD播放器、掌上电脑、数字显示仪器、医疗器械等用电器 中，也是寒冷气候下使用的自动调温器及其它室外电子装置所用电池的理想选 择。但由于二硫化铁是半导体，电阻大，导电性低，且作为锂铁电池电解液，其 要求介电常数大，粘度低，化学稳定，对Li离子溶剂化能力高等，而在非质子 性有机溶剂中，电池的负极活性物质主要是用还原性强且在溶剂中稳定的锂，通 常使用锂盐作电解质，要选择溶剂化程度小的阴离子。为达到上述要求，本专利技术 对现有技术进行了改进和应用。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种锂-二硫化铁一次性柱式电池，该电池安全可靠， 容量高，大电流放电性能优良。4本专利技术的目的还在于提供一种加工工序简单的锂-二硫化亚铁一次性柱式电 池的制备工艺，该工艺高效、安全环保、工序易控，具有很高的实用价值。本专利技术提供的一种提高锂-二硫化铁一次性柱式电池，包括柱式外壳，所述 外壳内有正、负极，正负极之间设有隔膜，所述正、负极与隔膜之间充满电解液， 所述正极的活性物质为纳米二硫化铁，所述纳米二硫化铁中还混合有导电剂，所 述纳米二硫化铁表面还包覆有金属氧化物，其中，二硫化铁的质量百分含量为 81 94%，导电剂的质量百分含量为4 10%，金属氧化物的质量百分含量为2 9%，所述电解液包括非水有机溶剂，锂盐和添加剂。所述导电剂为聚苯胺、碳纳米管或石墨中的两种或它们的混合。其中聚苯胺为导电高分子材料，具有质轻、价廉、原料来源广、合成简单等 优点，可以提高正极材料的导电性，整体上改善放电平台和功率性能。并且，聚苯胺具有导电、催化和抗氧化作用，是一种高分子合成材料，俗称 导电塑料，是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料 的可加工性，还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能，通过氧化作用或质 子酸掺杂而达到调节其导电性的特性。在传统的正极片制作过程中，若正极浆料 中含有水时，二硫化亚铁、水和空气中的氧气会反应生成硫酸从而使铝网被腐蚀， 而聚苯胺是一种金属防腐蚀材料，良好的氧化还原可逆性，在材料中充当催化剂， 以干扰金属氧化成锈这个化学反应。所述金属氧化物为为A1203、 Mn02、 AgO或Ti02中的一种或它们的混合。将二硫化铁通过溶剂合成法制备成二硫化铁的纳米晶体，其分散性好，可使 其与聚苯胺(PANi)或碳纳米管或石墨分散得更加均匀，更容易被导电剂覆盖， 从而减少了电阻，加速了电子的传递，大大提高了二硫化铁的导电性能。所述负极的活性物质为锂。所述隔膜为橡胶薄膜、塑料薄膜、玻璃纤维薄膜、聚丙烯毡、尼龙薄膜或水 化纤维素。所述非水有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸丙烯酸酯、Y一丁内酯、碳酸甲丙酯、 N,N—二甲基甲酰胺、1,2—甲氧基乙垸中的一种或它们的混合。所述非水有机溶剂为碳酸丙烯酸酯和1,2—甲氧基乙垸的混合液。 所述锂盐为含LiC104、 LiPF6、 LiBF4或LiN(CxF2xwS02)(CyF2ywS02) (x、 y 是自然数)水溶液中的任一种或它们的混合，所述锂盐的浓度为0.9 1.8M。SF;;士;长"hn力l^1 1.i 一每.r^.Tr 7鹂5^nU每吐b^出的一壬tb^^^.l66、滔A Sp述添加剂的用量为电解液总重量的H 42 ^本专利技术提供的哩-二驅化-珠一汰性—柱工电祖的审ij备工艺包接^lf步辨(1) 正极活性物质筋制备，.以FeSOU.禾卩(MH2>CS为:原—禾4L —PVP-.为分ltlPJ， 在酸'i生求'l午或舰'i土》i、硯r"jK^大i守5曰曰白兀灯。、j re。2》w不白白rN、厶/ V乂 ^zj w v rp'J贯，W k i里口 'j -n Z|、■ t^,L TU 、 寸电丌U 龙乂两平、TU i^C/ ， 力U 入右士n、设女ff^P士 7. teT^ mU .，、赵An^左工士仏艰>1^^^够卡-古^1——兩^v霜4^义想站曲放物、並银.l^首^:'llh;目nHt(3) :^择负极禾才料为锂，.电 也外秀为塔.壳.^;^li4H壳々(4) 将隔藤S入正、，负极之面，.阪腺—息正、负极一.超巻成筒状一井将正负-f及te闳，1K5E取"ISI刀Ji:1X， W"贝1K'Ei裘仕1Kgahl都，tK5且琅^T圆止个及木瓶木添復bv u/^且T文巧7r:n::r文用:ii， BYUi7r:n:疋FEwui口、jIE极朱流Y爭，贝T议^i ffir^与显帽辟 接 ±^门cft并n牧，工:j H/j人土o女^hb的右煞幼迈且.^T^^V^'乂JHJ门OUL,|、 AC^ n、 T，簡虽 由爐活'肚台&作.忌..、i z _ ^—t i i/ i /7、 iju ■/ u乂 i ，(2) 采用价格低廉的正极活徑材.料二碼化.铁与紫密度负极活性物原逢制/(乍.-极大程度地降1'fe工生;3^成永、w fl/r帀!j/7乂"yjtf、jAAta7iii共^/i贝牡、同谷里、同力乂屯卞玲，m、i禾，.谷虽仕Jl， "VJ平t工b匕，'llS恤15日匕，^r+;/U土日匕:J曰t/J、 Pi乂丁o附图说明蹈i ^1女骨00.的细_^:^;/>.^7^1^>^'晚.灶^*由、>^66娃始^"妾圆-阁士太紫日"B.2E施你icti細—"7磁/^..亚.維一:&性.灶*由她.党姐^ inoomA恒流放电电沃与比-容量.关系國其屮，1、负'禾蔬2、 —IF.^7t^F敏蓋数.玩阻3—、电池-密封圈二 4、电池夕h^±r" 一 h 丄"、.r>r* 一 1, — - 山T/' rvHf-a ~r^a T*"*l- 一 a -A ■ r=~l AJ~^ jL _.冗；〕、iMT汉y瓜'KK o、 ^:门；/、 'JMT议；》、 P闬朕；v、化T汉/"i ;iu、篮/禹果屯奋；ii、 s闺；丄厶、MiYiii皿；ij、 ""twui皿；ih、 jjl， j :y^长；ij、 ^架t土》什吞 i汇Hh^:r击— 1 口. 4dth柱i:i. i o3齒旌- — fJe; 丄"、ji「 Vi本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂－二硫化铁一次性柱式电池，包括柱式外壳，所述外壳内有正、负极，正负极之间设有隔膜，所述正、负极与隔膜之间充满电解液，其特征在于，所述正极的活性物质为纳米二硫化铁，所述纳米二硫化铁中还混合有导电剂，所述纳米二硫化铁表面还包覆有金属氧化物，其中，二硫化铁的质量百分含量为８１～９４％，导电剂的质量百分含量为４～１０％，金属氧化物的质量百分含量为２～９％，所述电解液包括非水有机溶剂，锂盐和添加剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，黄天候，金海，
申请(专利权)人：广州市天球实业有限公司，广东工业大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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