锂-二硫化铁电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂-二硫化铁电池，所述电池包括：由金属锂或其合金制成的负极、以二硫化铁作为正极活性材料的正极以及有机电解液，所述负极和正极之间设有隔膜；其特征在于：所述有机电解液具有6.5mS/cm到8.0mS/cm的电导率；所述有机电解液包含有机溶剂和溶解于其中的锂盐，所述有机溶剂由γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊烷组成，其中，γ-丁内酯相对于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊烷总量的原料体积比为（0-5]:[95-100）；所述隔膜为聚乙烯微多孔隔膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一次锂电池领域，特别是，涉及使用ニ硫化铁(FeS2)作为正极活性材料的锂-ニ硫化铁(Li/FeS2)电池，即锂铁电池。
技术介绍
锂电池由于具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等优点，已受到越来越多人的关注与重视。在过去的十几年中，锂电池已经在一次(不可充电)和二次(可充电)电池市场中占据了主导地位，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑以及数码相机等便携式电子设备中。锂-ニ硫化铁电池属于一次(不可充电)电池，是以ニ硫化铁为正极(正扱)活性材料、以金属锂为负极(负极)活性材料并以有机电解液为电解液的电池。该一次电池的电压·可以达到I. 5V，因此可以替代现在常用的碱性电池而作为普通消费电子设备的便携能源进行使用。此外，该一次电池还具有比碱性电池高得多的放电比容量，且低温性能好、重量轻，因此其作为新一代的高功率电池，正越来越受到人们的欢迎，市场前景非常广阔。然而，事物都具有两面性，其优点在一定情况下往往会成为缺点。这就需要人们去平衡其中的关系，尽量发挥其最大的优点而克服其缺点。如上述及的锂-ニ硫化铁电池，具有很高的能量，人们只有通过对其能量进行有控制的释放以达到预期的使用目的。相反地，如果能量释放失控，将会带来人们所不希望发生的结果，带来安全问题。锂电池的安全问题被锂电池厂家们十分重视。国内外的锂电池安全事故(如燃烧、爆炸等)屡见不鲜。一次次事件的发生使得锂电池安全问题警钟常鸣。各厂家纷纷针对此问题展开深入研究与探讨，通过进行电池结构优化、増加安全保护装置、严格控制エ艺等方法，降低安全问题发生的风险，已取得有效的进展。如热敏元件(PTC)的广泛使用以防止电池被外部短接、电池安全阀门的使用以防止电池内部压カ过大而导致的爆炸问题以及有效控制电池内部水分含量以防止水与金属锂的结合等技术措施，都为人们放心使用优良的锂电池而提供信心。锂-ニ硫化铁电池作为新兴品种的锂电池，正被积极关注。即使已有相关种类电池如锂-ニ氧化锰电池和锂离子电池等研发经验，对锂-ニ硫化铁电池安全性方面的研究仍然不足。目前的研究大多则将目光投向如何提高电池的放电性能、提高电池的储存寿命以及关于电池的制造エ艺等等问题上。如专利200580044452. 9,200480034479. 5、200580044588. X都提供了如何获得高容量的锂-ニ硫化铁电池，专利200880008965. 8、201110031246. I关注了电池的预处理问题以增加电池储存性能，而专利200810016797. 9、200910020280. 1,200910037961. 9等都涉及了锂-ニ硫化铁电池的制造エ艺。很少有涉及以新的思路来解决锂-ニ硫化铁电池安全性的问题。锂-ニ硫化铁电池的安全性贯穿于电池的制造、储存、运输、使用及废品处理等各个环节之中。对于制造、运输及储存等工作，一般都是有专业的厂家进行，通过对エ艺技术的控制而有效防止安全问题的发生，但电池最終却是交由非专业的終端用户使用。对于电池正常使用(放电)及一般的常规误用，现有技术已经有所涉及。针对锂电池安全问题控制而执行的各种标准如UN/DOT 38. 3、ANSI C18. 3、IEC 60086-4及UL1642，需对锂电池的运输、用户滥用如过放电、充电、外部短路、跌落、震动等问题进行有效控制。对于高能的锂-ニ硫化铁电池，一般采用紧密牢固的包装结构(如坚硬的钢的外売)以防止用户由于好奇或其他原因而将电池打开，然而，期望用户严格按照电池厂商的使用指示进行使用而不滥用只是ー厢情愿。高能锂-ニ硫化铁电池的短路会形成对电池能量的急剧释放。但是，夕卜部常规的正-负极短路可以通过在电池结构(电路)中设置正温度系数的热敏元件(PTC)得以控制，这是由于当电池发生外部短路时，极大的电流通过电池回路，产生大量的热量使电池温度升高，而正温度系数的热敏元件(PTC)的电阻在一定的温度下会急速増加从而使整个电路断开，使电池反应终止，保证了电池在外部短路情况下的安全。然而，如果电池发生内部短路如电池内部隔膜出现问题而导致的内部正、负极直接相连，或者在电池遭受挤压或被金属针状物贯穿等情况下，正温度系数的热敏元件却无能为力。现有的锂-ニ硫化铁电池技术还没有对此予以高度关注，原因之一便是这种情况并不像其他的安全问题来得那么明显。另外，在一些情况下，如电池内部隔膜存在缺陷或遭受整体轻微挤压，即便发生了电池内部的短路问题，电池也不会表现得那么的不可收拾直至发生如燃烧或爆炸的事件。这种情况下通常被人们以“电池自放电”的概念而加以接受。问题在干，电池投放入市场后的情况比我们想象的要复杂得多，我们不得不预料电池在遭受极其恶劣的对待下所发生的·问题。可能导致的燃烧危险会对无辜的人身及财产安全造成极大威胁，况且锂电池的燃烧并非可以通过水就能简单扑灭，这样的问题将严重地破坏消费者对其的信赖。因此，目前亟需ー种锂铁电池，该锂铁电池应当能够在上述极端情况下仍然确保一定的安全性，同时又具备较好的放电性能，以满足市场的需要，并符合监管标准。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一歩详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。基于以上技术问题，本专利技术提供了ー种安全的锂-ニ硫化铁电池，这种电池即使在遭受恶劣的内部短路如被金属针状物贯穿(以下称为穿刺)的情况下，仍然难以发生燃烧，并确保较好的放电性能，从而完成了本专利技术。本专利技术提供了一种锂-ニ硫化铁电池，所述电池包括由金属锂或其合金制成的负极、以ニ硫化铁作为正极活性材料的正极以及有机电解液，所述负极和正极之间设有隔膜；其特征在于所述有机电解液具有6. 5mS/cm到8. OmS/cm的电导率；所述有机电解液包含有机溶剂和溶解于其中的锂盐，所述有机溶剂由Y - 丁内酷、1，2- ニ甲氧基こ烷和1,3-ニ氧戊烷组成，其中，Y-丁内酯相对于1,2-ニ甲氧基こ烷和1,3-ニ氧戊烷总量的原料体积比为(0-5] : [95-100);所述隔膜为聚こ烯微多孔隔膜。本专利技术的锂-ニ硫化铁电池具有优异的安全性，即使在极端情况下也难以发生爆炸或爆炸，并具有良好的放电性能，因而具有广泛的市场前景，可使锂铁电池满足商品化的实际需求。附图说明图I是本专利技术锂铁电池的结构纵截面图。具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需ー个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的ー些技术特征未进行描述。參见图I，本专利技术的锂-ニ硫化铁电池I包括正极片2、负极片4和隔膜3。其制作方法可以是将含有ニ硫化铁(正极活性材料)的浆料涂覆在正极集流体上，分切，制得正极片2，然后将正极片2、隔膜3、由金属锂或其合金制成的负极片4、隔膜3—起层叠并卷绕而形成电芯(例如圆柱形电芯)，将电芯放入电池壳体5内，注入有机电解液7并进行密封，即 制得成品电池(或称“新电池”或“新制电池”)。其中还可包括以正极电流引线8和负极电流引线6分别将电流引到电池的正、负极端子。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂？二硫化铁电池，所述电池包括：由金属锂或其合金制成的负极、以二硫化铁作为正极活性材料的正极以及有机电解液，所述负极和正极之间设有隔膜；其特征在于：所述有机电解液具有6.5mS/cm到8.0mS/cm的电导率；所述有机电解液包含有机溶剂和溶解于其中的锂盐，所述有机溶剂由γ？丁内酯、1,2？二甲氧基乙烷和1,3？二氧戊烷组成，其中，γ？丁内酯相对于1,2？二甲氧基乙烷和1,3？二氧戊烷总量的原料体积比为（0？5]:[95？100）；所述隔膜为聚乙烯微多孔隔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洋，常海涛，林建兴，余佑锋，陈娟，张清顺，
申请(专利权)人：福建南平南孚电池有限公司，
类型：发明
国别省市：