【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体涉及一种固液气协同放电的接力式锂电池及其制备方法。
技术介绍
1、金属锂原电池因其基于转化反应的反应机理而使得其具有较高的放电比能量和较平的放电电压平台而得到了较为广泛的应用。其中氟化碳材料具有高达2200wh/kg的放电比能量，然而随着现代科技的发展，对锂氟化碳电池的比能量提出了更高的需求，而提高电池中活性物质的比例是一种有效的方法。
2、现有技术cn109659515a一种ag@c修饰的氟化碳电极材料的制备方法，主要采用化学还原法将ag化合物还原成ag的同时还使得部分氟化碳还原为碳，从而提高了氟化碳材料的导电性，有效改善了电极的倍率性能。但是未专门为接力体系进行设计，因而未考虑电极对于六氟化硫气体的透过性，不具有较高的比表面积，因而难以使得六氟化硫充分反应。
3、锂氟化碳材料的放电产物为氟化锂和碳，其生成的碳材料具有较高的比表面积和一定的导电性，因而可以用作气体和活性电解液的反应介质，从而实现电池的接力放电反应。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种固液气协同放电的接力式锂电池及其制备方法，通过构建高导电氟化碳三维电极和多功能电解液制备了固液气协同放电的锂-氟化碳--六氟化硫-活性电解液接力式锂电池。
2、本专利技术是这样实现的，一种固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一，将氟化碳、氮掺杂介孔碳和羧甲基纤维素钠(cmc)的干粉逐次加入到球磨罐中，其中c
4、步骤二，向步骤一得到的均匀干粉中加入蒸馏水，将浆料的固含量调整到15％-25％，用球磨机继续对浆料进行混合；所述百分比为质量百分比；
5、步骤三，向步骤二中得到的浆料中加入水系粘结剂，粘结剂的质量占比为4％，用球磨机继续对浆料进行混合；
6、步骤四，将步骤三中得到的浆料均匀涂抹到超薄泡沫金属上并在-80kpa下,以100-150℃干燥10-12h，得到接力电池正极极片；
7、步骤五，将步骤四中得到的正极片、金属锂和电解液组装成接力电池。
8、所述步骤一中，所用氟化碳的氟碳比不超过1.3，且比表面积大于50m2/g；氮掺杂介孔碳的氮含量≥0.2％，百分比为质量百分比，比表面积≥20m2/g，球磨机的转速为250-350r/min，球磨时间为1-1.5h。
9、所述步骤二中，球磨机的转速为350-450r/min，球磨时间为10-12h，最终混合物成均匀流体状。
10、所述步骤三中，水系粘结剂为聚四氟乙烯(ptfe)、丁苯橡胶(sbr)和聚丙烯酸(paa)中的一种，球磨机的转速为250-270r/min，球磨时间为10-15min。
11、所述步骤四中，所述超薄泡沫金属为泡沫镍、泡沫铝和泡沫镍钼中的一种。
12、所述步骤五中，所述电解液为lino3-dmac/fec，lino3的浓度为0.8-2m，fec的体积比不超过6％。
13、所述步骤一中，所用氟化碳的氟碳比不超过1.3，且比表面积大于50m2/g；氮掺杂介孔碳的氮含量≥0.2％，百分比为质量百分比，比表面积≥20m2/g，球磨机的转速为250-350r/min，球磨时间为1-1.5h；所述步骤二中，球磨机的转速为350-450r/min，球磨时间为10-12h，最终混合物成均匀流体状；所述步骤三中，水系粘结剂为聚四氟乙烯(ptfe)、丁苯橡胶(sbr)和聚丙烯酸(paa)中的一种，球磨机的转速为250-270r/min，球磨时间为10-15min；所述步骤四中，所述超薄泡沫金属为泡沫镍、泡沫铝和泡沫镍钼中的一种；所述步骤五中，所述电解液为lino3-dmac/fec，lino3的浓度为0.8-2m，fec的体积比不超过6％。
14、上述的制备方法制得的固液气协同放电的接力式锂电池。
15、本专利技术具有的优点和技术效果：
16、1、本专利技术中选用了具有低密度、高电子电导率和离子电导率、高比表面积氮掺杂介孔碳作为电极的导电剂，同时大幅提高氮掺杂介孔碳的质量占比，因而使得接力电池正极的比表面积和电子及离子传输速率大幅提升，同时采用具有高比表的氟化碳材料从而有效调控了反应产物碳的结构，为后续六氟化硫和接力电解液的反应提供了充足的活性位点。同时导电剂中的吡啶氮和吡咯氮官能团具有较强的亲核性，因而可通过诱导效应降低硫氟键的键能并增加气体的吸附能力，从而提升六氟化硫的放电电压，进一步提升接力电池的放电比能量。
17、2、本专利技术选用水系粘结剂使得浆料对于环境的要求大大降低，同时避免了油系体系中溶剂nmp在匀浆过程中对于碳氟半离子键的破坏，操作步骤简单，所用设备简单，易于制备。
18、3、本专利技术通过选用超薄泡沫金属作为集流体因而使得复合电极的导电性和比表面积大幅提升，同时孔洞结构有利于sf6气体的扩散，增加了sf6气体的反应位点并降低了反应的极化效应，使得六氟化硫和接力电解液充分进行，接力体系比能量大幅提升。
19、4.本专利技术通过选用lino3-dmac/fec作为接力电池的电解液，其中具有高dn值的溶剂dmac可通过降低碳氟键的键能而提升氟化碳材料的放电电压，同时其也可以调控生成物氟化锂的形貌，从而提升反应生成碳的活性，促进后续六氟化硫和fec的反应。同时溶剂中的fec除可以作为成膜剂在金属锂表面成膜避免副反应的发生还可以作为活性物质进一步提升体系的放电比能量。
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1.一种固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所用氟化碳的氟碳比不超过1.3，且比表面积大于50m2/g；氮掺杂介孔碳的氮含量≥0.2％，百分比为质量百分比，比表面积≥20m2/g，球磨机的转速为250-350r/min，球磨时间为1-1.5h。
3.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，球磨机的转速为350-450r/min，球磨时间为10-12h，最终混合物成均匀流体状。
4.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，水系粘结剂为聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)和聚丙烯酸(PAA)中的一种，球磨机的转速为250-270r/min，球磨时间为10-15min。
5.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，所述超薄泡沫金属为泡沫镍、泡沫铝和泡沫镍钼中的一种。
6.根
7.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所用氟化碳的氟碳比不超过1.3，且比表面积大于50m2/g；氮掺杂介孔碳的氮含量≥0.2％，百分比为质量百分比，比表面积≥20m2/g，球磨机的转速为250-350r/min，球磨时间为1-1.5h；所述步骤二中，球磨机的转速为350-450r/min，球磨时间为10-12h，最终混合物成均匀流体状；所述步骤三中，水系粘结剂为聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)和聚丙烯酸(PAA)中的一种，球磨机的转速为250-270r/min，球磨时间为10-15min；所述步骤四中，所述超薄泡沫金属为泡沫镍、泡沫铝和泡沫镍钼中的一种；所述步骤五中，所述电解液为LiNO3-DMAC/FEC，LiNO3的浓度为0.8-2M，FEC的体积比不超过6％。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的固液气协同放电的接力式锂电池。
...【技术特征摘要】
1.一种固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所用氟化碳的氟碳比不超过1.3，且比表面积大于50m2/g；氮掺杂介孔碳的氮含量≥0.2％，百分比为质量百分比，比表面积≥20m2/g，球磨机的转速为250-350r/min，球磨时间为1-1.5h。
3.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，球磨机的转速为350-450r/min，球磨时间为10-12h，最终混合物成均匀流体状。
4.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，水系粘结剂为聚四氟乙烯(ptfe)、丁苯橡胶(sbr)和聚丙烯酸(paa)中的一种，球磨机的转速为250-270r/min，球磨时间为10-15min。
5.根据权利要求1所述固液气协同放电的接力式锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，所述超薄泡沫金属为泡沫镍、泡沫铝和泡沫镍钼中的一种。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱霖，刘兴江，刘志伟，杨芳凝，苏晓倩，张蕊，孟宪玲，杨雪莹，王九洲，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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