专利名称：一种锂/亚硫酰氯电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及到电池的技术领域，特别是指一种锂/亚硫酰氯电池。
背景技术：
锂/亚硫酰氯(Li/S0Cl2)电池是一种以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯(SOCl2)溶液作电解液的锂电池。锂/亚硫酰氯电池具有比能量高、比功率大、放电电压平稳、储存寿命长等特性，在航空航天、水中兵器、导航设备、地质勘探、仪器仪表等军事和民用工业中都有广泛的应用。锂/亚硫酰氯电池是目前电池领域中比能量和比功率最高的一种电池。锂/亚硫酰氯电池存在的主要问题是电压滞后与安全问题，其中电压滞后问题严重影响着锂/亚硫酰氯电池的优异性能的发挥，严重制约着锂/亚硫酰氯电池的应用领域。 而导致锂/亚硫酰氯电池电压滞后的主要原因，则是在电池反应过程中的生成物氯化锂 (LiCl)附着在锂金属阳极上形成一层致密的钝化膜，从而阻止电池反应继续进行。电池长期贮存或在高温条件下使用，这种致密的钝化膜不断增厚，其电压滞后现象更为严重。现行锂/亚硫酰氯电池阴极的制作方法，一般均采用按一定物料配比将去离子水、无水乙醇、乙炔黑、浓度为60%的聚四氟乙烯乳液充分搅拌，制成锂/亚硫酰氯电池阴极的“膏状物”，然后再将“膏状物”除水和加热纤维化而加工成所需的阴极极片。现行的锂/亚硫酰氯电池电解液的制备方法，一般均采用将四氯铝酸锂(LiAlCl4) 按规定浓度溶于亚硫酰氯中，加入锂箔搅拌；再采用加热回流方式除水制得所需的电解液。按照上述工艺生产的锂/亚硫酰氯电池，存在电压滞后与安全问题。为了消除锂 /亚硫酰氯电池电压滞后现象，大多采用改善阴极和阳极的集流形式，或改善电解液的杂质含量及摩尔浓度，以降低电池内阻；在电池内部或外部加装电子元件，使电池处于弱放电状态，以弱化钝化膜的形成；在阴极和电解液中添加金属酞菁化合物或硫化物等方式，以改善电压滞后性能。上述方法有些能在一定程度上改善了锂/亚硫酰氯电池的某些性能，但有些则其以“牺牲”锂/亚硫酰氯电池的容量为代价，削弱了锂/亚硫酰氯电池的另外一些性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能改善电压滞后性能，并能在低温和中、 高倍率放电条件下使用的锂/亚硫酰氯电池。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，电池的活性物质中含有钙金属卤化物。所述的钙金属卤化物为氯化钙。所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为0. 0Γ0. 06。
所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料和锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为 0. 0Γ0. 06，钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。本发明的有益效果是上述的锂/亚硫酰氯电池由于电池活性物质中含有钙金属卤化物，这种钙金属卤化物的加入，使锂/亚硫酰氯电池的性能得到极大的改善。这是因为钙在亚硫酰氯中具有较好的开路电压、较好的放电容量和较好的抗亚硫酰氯钝化等优秀特性。因此，由于钙金属卤化物的加入，通过锂/亚硫酰氯电池中阴极活性物质亚硫酰氯的作用，抑制了金属锂阳极表面“钝化膜”的形成，使锂/亚硫酰氯电池取得了良好的放电电压和放电容量，显著改善了锂/亚硫酰氯电池的电压滞后现象。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明一种锂/亚硫酰氯电池作进一步的详细描述。实施例1
一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，电池的活性物质中含有氯化钙，所述的氯化钙掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中，并且氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为0. 02。上述的锂/亚硫酰氯电池的生产方法是在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料的生产过程中，加入质量比为0. 02的氯化钙，制得含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的阴极材料；在相对湿度< 1%的干燥环境中，将上述的含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的阴极材料、玻璃纤维隔膜、金属锂阳极一并卷绕成电池芯体，装入电池壳体；按照现行工艺，将电池环缝焊接、将锂/亚硫酰氯电池电解液注入电池、并堵孔封焊；最后，将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池放入的热风鼓风箱中贮存48小时，制得成品。实施例2
一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，电池的活性物质中含有氯化钙，所述的氯化钙掺于锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。上述的锂/亚硫酰氯电池的生产方法是在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料的生产过程中，加入氯化钙，并且氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和，制得含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的电解液材料；在相对湿度< 1%的干燥环境中，将锂/亚硫酰氯电池的阴极材料、玻璃纤维隔膜、金属锂阳极一并卷绕成电池芯体，装入电池壳体；按照现行工艺，将电池环缝焊接、将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池电解液注入电池、并堵孔封焊；最后，将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池放入的热风鼓风箱中贮存48小时，制得成品。实施例3
一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，电池的活性物质中含有氯化钙，所述的氯化钙掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料和锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为0. 01，氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。
上述的锂/亚硫酰氯电池的生产方法是在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料的生产过程中，加入质量比为0. 01的氯化钙，制得含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的阴极材料；在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料的生产过程中，加入氯化钙，并且氯化钙在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和，制得含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的电解液材料；在相对湿度< 1%的干燥环境中，将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池的阴极材料、玻璃纤维隔膜、金属锂阳极一并卷绕成电池芯体，装入电池壳体；按照现行工艺，将电池环缝焊接、将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池电解液注入电池、并堵孔封焊；最后，将含有氯化钙的锂/亚硫酰氯电池放入的热风鼓风箱中贮存48小时，制得成品。 结合上述实施例，本发明的有益效果是上述的锂/亚硫酰氯电池由于电池活性物质中含有钙金属卤化物，这种钙金属卤化物的加入，使锂/亚硫酰氯电池的性能得到极大的改善。这是因为钙在亚硫酰氯中具有较好的开路电压、较好的放电容量和较好的抗亚硫酰氯钝化等优秀特性。因此，由于钙金属卤化物的加入，通过锂/亚硫酰氯电池中阴极活性物质亚硫酰氯的作用，抑制了金属锂阳极表面“钝化膜”的形成，使锂/亚硫酰氯电池取得了良好的放电电压和放电容量，显著改善了锂/亚硫酰氯电池的电压滞后现象。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，其特征在于电池的活性物质中含有钙金属卤化物。
2.根据权利要求1所述的一种锂/亚硫酰氯电池，其特征在于所述的钙金属卤化物为氯化钙。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂/亚硫酰氯电池，其特征在于所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为ο. 0Γ0. 06。
4.根据权利要求1或2所述的一种锂/亚硫酰氯电池，其特征在于所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。
5.根据权利要求1或2所述的一种锂/亚硫酰氯电池，其特征在于所述的钙金属卤化物掺于锂/亚硫酰氯电池的阴极材料和锂/亚硫酰氯电池的电解液材料中，并且钙金属卤化物在锂/亚硫酰氯电池的阴极材料中所占的质量比为0.0广0. 06，钙金属卤化物在锂/ 亚硫酰氯电池的电解液材料中达到饱和。
全文摘要
本发明涉及一种锂/亚硫酰氯电池，以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液作电解液，电池的活性物质中含有钙金属卤化物。本发明提供了一种能改善电压滞后性能，并能在低温和中、高倍率放电条件下使用的锂/亚硫酰氯电池。
文档编号H01M10/052GK102208675SQ20111011053
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者汪以道, 汪沣, 肖辉, 钱国珠 申请人:苏州金科发锂电池有限公司