本发明专利技术属于化学电池领域，它公开了一种非水性电化学电池及其制备方法，该电化学电池包括具有正极涂层且整体作为正极的正极集流体、负极、电解液和隔膜，所述的集流体和负极上均设有极耳，正负所述负极是金属锂或锂铝合金；正极单位面积的容量与负极单位面积的容量之比值小于1.0；正极理论总容量与负极理论总容量之比值大于1.0。在制备方法中，所述的正极、负极隔膜叠放时，正极的起始端与负极的起始端是错位叠放。该工艺减少了制程短路率，在保障大电流放电能力的前提下，使电池的安全性能大大提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学电池领域，尤其涉及。
技术介绍
目前电子器件的多样化、小型化的飞速更新换代，促使了电池的进步，要求电池比能量、比功率高、寿命长、价格适宜、使用方便。小型电器的飞速发展使小型民用电池市场定单数量要求成倍增加，而且要求品种多、搁置寿命长、一次容量高、体积小。锂-二硫化铁电池很好地适应了这一发展趋势。作为锂-二硫化铁电池，要在好的大电流放电能力和好的安全性能之间找到平衡。如果电池中，负极活性物质多于正极活性物质，在反应后电池内存在较多剩余负极活性物质，由于锂是高能量物质，存在一定安全隐患；又由于锂电池正极极耳一般使用钢带或镍带，较为尖锐，在极端情况容易刺穿隔膜，引发电池内部短路造成恶性事故，因此需要采用一定措施保护。在大电流放电时，电池可反应的只有面对面的部分， 而锂带太少，会在放电后期断裂，从而导致电池无法放出理论上的容量。CN16597^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，但该专利技术仍存在短路率高和安全隐患的问题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术需要解决的技术问题是减少了制程短路率，在保障大电流放电能力的前提下，使电池的安全性能有了明显改善。即在电池的大电流放电能力和电池的安全性之间取得平衡。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的一种非水性电化学电池， 包括具有正极涂层且整体作为正极的正极集流体、负极、电解液和隔膜，所述的集流体和负极上均设有极耳，所述负极是金属锂或锂铝合金；所述正极涂层的各成份的重量比是黄铁矿导电碳黑石墨添加剂粘接剂(80 — 90) (0.5 — 4) (1-4) (0-4) (1-4)；正极单位面积的容量与负极单位面积的容量之比值小于1. 0 ；正极理论总容量与负极理论总容量之比值大于1. 0。进一步在上述的非水性电化学电池中，所述的添加剂是Mn02、TiO2, LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, Li2Ti03、Li4Ti5O12中的一种或几种混合物。所述粘接剂是聚乙烯醇PVA、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE、羧甲基纤维素钠CMC、丁苯橡胶乳液SBR、N-甲基吡咯烷酮NMP中的一种或两种的混合物。所述羧甲基纤维素钠CMC与丁苯橡胶乳液SBR的混合物占黄铁矿重量的1 一 4%，或者聚偏二氟乙烯PVDF与N-甲基吡咯烷酮NMP的混合物占黄铁矿重量的1 一 4%。所述黄铁矿1 纯度在90%以上，粒径小于44 μ m ；石墨的平均颗粒 5.0 — 18. 0 μ m，BET比表面积11.0 - 14.0 m2/g，灰分占黄铁矿重量小于0. 1%。所述电解液是有机溶剂和无机锂盐溶质的混合物，所述有机溶剂是N-甲基吡咯烷酮NMP、1，2-丙二醇碳酸酯PC、乙二醇二甲醚DME、1，3-二氧戊环D0L、二甲基乙烯脲DMI、四氢呋喃THF、二甲基亚砜DMS0、环丁砜SFL中至少两种的混合物，所述无机锂盐溶质是高氯酸锂LiClO4、三氟甲基磺酸锂LiCF3SO3、六氟磷酸锂LiPF6、双草酸硼酸锂LiBOB、碘化锂 LiI中至少一种或两种的混合物。优选的所述无机锂盐溶质是高氯酸锂LiClO4或高氯酸锂LiClO4和双草酸硼酸锂LiBOB的混合物或单独使用碘化锂Lil。所述的隔膜是PP和或PE和或PP的聚乙烯树脂。所述的隔膜隔膜的最大有效孔径为 0. 08 一 0. 12 μ m、孔隙率为 40 — 50%、阻抗为 30 — 50 m Ω /mm2。所述正极集流体为铝箔，所述极耳为不锈钢带或镍带，其中铝箔厚度为10 - 25μ m，不锈钢带或镍带厚度为0. 05-0. 1 mm。本专利技术还提供了上述非水性电化学电池的制备方法，步骤为正极的制备，包括将黄铁矿、石墨、乙炔黑、添加剂按配比混合，然后加入水性粘接剂混合均勻成浆料后涂覆在正极集流体上，烘干、碾压到一定预定厚度后裁切成合适尺寸，点焊正极极耳，正极极片烘干后，在相对湿度低于1 %的环境下，将电池负极、隔膜卷绕后，装入钢壳，加入电解液后，滚槽、封口 ；所述的正极、负极隔膜叠放时，正极的起始端与负极的起始端是错位叠放，优选的错位位置尺寸是20-25mm。与现有技术相比，本专利技术所述正极涂层的各成份的重量比是黄铁矿导电碳黑 石墨添加剂粘接剂等于(80 — 90) (0.5 — 4) (1-4) (0-4) (1-4);正极单位面积的容量与负极单位面积的容量之比值小于1. 0 ；正极理论总容量与负极理论总容量之比值大于1.0。本专利技术通过调节正极涂层的配方以及正负极的容量，正负极征错位放置位置的变化，该种电化学电池及其制备方法大大减少了制程短路率，在保证一定大电流放电能力的同时，使电池的安全性能得到大提高。具体实施例方式本专利技术的主旨是调节正极涂层的配方以及正负极的容量，使非水性电化学电池具有大电流放电能力和电池的安全性之间取得平衡，即保障了大电流的放电，安全性能又高。 下面结合实施例对本专利技术的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本专利技术的限定，材料中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。实施例1根据本专利技术，标准型号为AA的锂-二硫化铁电池的生产工艺如下 使用电池级的黄铁矿粉，其主要成分纯度为96%以上)，石墨KS-15，乙炔黑，粘结剂用CMC及SBR。将以上物质按比例加入水中，使用高速搅拌机进行混合，充分湿润及混合， 使用泊立菲粘度计测试，得到粘度在5000 8000厘泊的泥状浆料。将该泥状浆料，使用转移式涂布设备，涂覆在0. 018mm厚度的铝箔基带表面上，。 调整转移式涂布设备，将泥状浆料间歇式的涂覆在铝箔基带表面，每涂覆^Omm长，空余 IOmm不涂覆浆料，同时调整转移式涂布设备，使得涂覆在铝箔基带每一个表面上的泥状浆料，在完全烘干的状态下达到20. 02mg/cm2的单位面密度。将铝箔基带两面均涂覆好泥状浆料并烘干后，进行压制，压制后厚度控制在约0. 18mm。再将压制好的涂料裁切成长275mm宽 39mm的单片，其中275mm长包括270mm的涂覆有泥状浆料的长度及5mm未涂覆泥状浆料的空白长度。在5mm未涂覆泥状浆料的部位，使用超声波焊接设备，焊接一条55mm长2mm宽 0. Imm厚度的镍金属带，即作为正极片。用0. 15mm厚38mm宽，纯度99. 9%以上的锂金属箔带作为负极，将一条36mm长4mm 宽0. 2mm厚度的不锈钢金属带压粘在一条270mm长锂金属箔带的一端，即作为负极片。使用从UBE购买的0. 025mm厚的UPE3085聚乙烯树脂膜作为隔膜。使用卷绕设备将上述正极片、负极片与隔膜卷在一起，使它们变成一个圆柱形电芯。在卷绕电芯时，先将隔膜缠绕在卷绕针上卷绕一小段隔膜，约5mm距离，再加入正极片， 将正极片卷绕一小段后，约25mm，再加入负极片，完成将三者卷绕成圆柱形电芯的过程，最后切断隔膜包裹住电芯，使用胶纸粘贴成一个单体电芯。将做好的电芯一端伸出的负极耳以90°折向电芯端面，加入绝缘垫片后装入外壳，外壳是外径13. 9mm的镀镍钢外壳，将负极耳通过焊接设备与外壳底部焊接在一起。正极单位面积的容量与负极单位面积的容本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种非水性电化学电池，包括具有正极涂层且整体作为正极的正极集流体、负极、电解液和隔膜，所述的集流体和负极上均设有极耳，所述负极是金属锂或锂铝合金；其特征在于：所述正极涂层的各成份的重量比是黄铁矿∶导电碳黑∶石墨∶添加剂∶粘接剂（８０－９０）∶（０．５－４）∶（１－４）∶（０－４） ∶（１－４）； 正极单位面积的容量与负极单位面积的容量之比值小于１．０；正极理论总容量与负极理论总容量之比值大于１．０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何献文，劳忠奋，潘文硕，
申请(专利权)人：惠州市德赛锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44
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