專利名稱：一種鋰/亞硫酰氯電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及到電池的技術領域，特別是指一種鋰/亞硫酰氯電池。
背景技術：
鋰/亞硫酰氯(Li/S0Cl2)電池是一種以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯(SOCl2)溶液作電解液的鋰電池。鋰/亞硫酰氯電池具有比能量高、比功率大、放電電壓平穩、儲存壽命長等特性，在航空航天、水中兵器、導航設備、地質勘探、儀器儀表等軍事和民用工業中都有廣泛的應用。鋰/亞硫酰氯電池是目前電池領域中比能量和比功率最高的一種電池。鋰/亞硫酰氯電池存在的主要問題是電壓滯后與安全問題，其中電壓滯后問題嚴重影響著鋰/亞硫酰氯電池的優異性能的發揮，嚴重制約著鋰/亞硫酰氯電池的應用領域。 而導致鋰/亞硫酰氯電池電壓滯后的主要原因，則是在電池反應過程中的生成物氯化鋰 (LiCl)附著在鋰金屬陽極上形成一層致密的鈍化膜，從而阻止電池反應繼續進行。電池長期貯存或在高溫條件下使用，這種致密的鈍化膜不斷增厚，其電壓滯后現象更為嚴重。現行鋰/亞硫酰氯電池陰極的制作方法，一般均采用按一定物料配比將去離子水、無水乙醇、乙炔黑、濃度為60%的聚四氟乙烯乳液充分攪拌，制成鋰/亞硫酰氯電池陰極的“膏狀物”，然后再將“膏狀物”除水和加熱纖維化而加工成所需的陰極極片。現行的鋰/亞硫酰氯電池電解液的制備方法，一般均采用將四氯鋁酸鋰(LiAlCl4) 按規定濃度溶于亞硫酰氯中，加入鋰箔攪拌；再采用加熱回流方式除水制得所需的電解液。按照上述工藝生產的鋰/亞硫酰氯電池，存在電壓滯后與安全問題。為了消除鋰 /亞硫酰氯電池電壓滯后現象，大多采用改善陰極和陽極的集流形式，或改善電解液的雜質含量及摩爾濃度，以降低電池內阻；在電池內部或外部加裝電子元件，使電池處于弱放電狀態，以弱化鈍化膜的形成；在陰極和電解液中添加金屬酞菁化合物或硫化物等方式，以改善電壓滯后性能。上述方法有些能在一定程度上改善了鋰/亞硫酰氯電池的某些性能，但有些則其以“犧牲”鋰/亞硫酰氯電池的容量為代價，削弱了鋰/亞硫酰氯電池的另外一些性能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能改善電壓滯后性能，并能在低溫和中、 高倍率放電條件下使用的鋰/亞硫酰氯電池。為解決上述問題，本發明采用的技術方案是一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，電池的活性物質中含有鈣金屬鹵化物。所述的鈣金屬鹵化物為氯化鈣。所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為0. 0Γ0. 06。
所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料和鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為 0. 0Γ0. 06，鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。本發明的有益效果是上述的鋰/亞硫酰氯電池由于電池活性物質中含有鈣金屬鹵化物，這種鈣金屬鹵化物的加入，使鋰/亞硫酰氯電池的性能得到極大的改善。這是因為鈣在亞硫酰氯中具有較好的開路電壓、較好的放電容量和較好的抗亞硫酰氯鈍化等優秀特性。因此，由于鈣金屬鹵化物的加入，通過鋰/亞硫酰氯電池中陰極活性物質亞硫酰氯的作用，抑制了金屬鋰陽極表面“鈍化膜”的形成，使鋰/亞硫酰氯電池取得了良好的放電電壓和放電容量，顯著改善了鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后現象。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明一種鋰/亞硫酰氯電池作進一步的詳細描述。實施例1
一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，電池的活性物質中含有氯化鈣，所述的氯化鈣摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中，并且氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為0. 02。上述的鋰/亞硫酰氯電池的生產方法是在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料的生產過程中，加入質量比為0. 02的氯化鈣，制得含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料；在相對濕度< 1%的干燥環境中，將上述的含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料、玻璃纖維隔膜、金屬鋰陽極一并卷繞成電池芯體，裝入電池殼體；按照現行工藝，將電池環縫焊接、將鋰/亞硫酰氯電池電解液注入電池、并堵孔封焊；最后，將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池放入的熱風鼓風箱中貯存48小時，制得成品。實施例2
一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，電池的活性物質中含有氯化鈣，所述的氯化鈣摻于鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。上述的鋰/亞硫酰氯電池的生產方法是在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料的生產過程中，加入氯化鈣，并且氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和，制得含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料；在相對濕度< 1%的干燥環境中，將鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料、玻璃纖維隔膜、金屬鋰陽極一并卷繞成電池芯體，裝入電池殼體；按照現行工藝，將電池環縫焊接、將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池電解液注入電池、并堵孔封焊；最后，將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池放入的熱風鼓風箱中貯存48小時，制得成品。實施例3
一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，電池的活性物質中含有氯化鈣，所述的氯化鈣摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料和鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為0. 01，氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。
上述的鋰/亞硫酰氯電池的生產方法是在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料的生產過程中，加入質量比為0. 01的氯化鈣，制得含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料；在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料的生產過程中，加入氯化鈣，并且氯化鈣在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和，制得含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料；在相對濕度< 1%的干燥環境中，將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料、玻璃纖維隔膜、金屬鋰陽極一并卷繞成電池芯體，裝入電池殼體；按照現行工藝，將電池環縫焊接、將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池電解液注入電池、并堵孔封焊；最后，將含有氯化鈣的鋰/亞硫酰氯電池放入的熱風鼓風箱中貯存48小時，制得成品。 結合上述實施例，本發明的有益效果是上述的鋰/亞硫酰氯電池由于電池活性物質中含有鈣金屬鹵化物，這種鈣金屬鹵化物的加入，使鋰/亞硫酰氯電池的性能得到極大的改善。這是因為鈣在亞硫酰氯中具有較好的開路電壓、較好的放電容量和較好的抗亞硫酰氯鈍化等優秀特性。因此，由于鈣金屬鹵化物的加入，通過鋰/亞硫酰氯電池中陰極活性物質亞硫酰氯的作用，抑制了金屬鋰陽極表面“鈍化膜”的形成，使鋰/亞硫酰氯電池取得了良好的放電電壓和放電容量，顯著改善了鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后現象。
上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發明；應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，其特征在于電池的活性物質中含有鈣金屬鹵化物。
2.根據權利要求1所述的一種鋰/亞硫酰氯電池，其特征在于所述的鈣金屬鹵化物為氯化鈣。
3.根據權利要求1或2所述的一種鋰/亞硫酰氯電池，其特征在于所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為ο. 0Γ0. 06。
4.根據權利要求1或2所述的一種鋰/亞硫酰氯電池，其特征在于所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。
5.根據權利要求1或2所述的一種鋰/亞硫酰氯電池，其特征在于所述的鈣金屬鹵化物摻于鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料和鋰/亞硫酰氯電池的電解液材料中，并且鈣金屬鹵化物在鋰/亞硫酰氯電池的陰極材料中所占的質量比為0.0廣0. 06，鈣金屬鹵化物在鋰/ 亞硫酰氯電池的電解液材料中達到飽和。
全文摘要
本發明涉及一種鋰/亞硫酰氯電池，以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液，電池的活性物質中含有鈣金屬鹵化物。本發明提供了一種能改善電壓滯后性能，并能在低溫和中、高倍率放電條件下使用的鋰/亞硫酰氯電池。
文檔編號H01M10/052GK102208675SQ20111011053
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者汪以道, 汪灃, 肖輝, 錢國珠 申請人:蘇州金科發鋰電池有限公司