大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锂系列一次电池技术领域，特别是涉及一种大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法。
[0002]目前，锂-二硫化铁电池(L1-FeS2)是低压锂一次电池中综合性能最好的电池之一，具有如下优点:⑴放电电压高且较平稳；⑵放电容量大，如AA型电池以200mA放电至1.0V的平均放电容量为2900mAh ;(3)比功率高，可以大电流放电，如AA型电池最大可以2.0A放电电流连续放电；⑷在同型号电池产品中，重量最轻，如AA型锂-二硫化铁电池的重量约为14.5g ;(5)工作温度范围广，可在-40°C?60°C下工作，其中低温性能尤其突出；(6)高温贮存性能良好，可在60°C温度下贮存；(7)有良好的防漏液性能；(8)贮存寿命长，在常温下可贮存10年；(9)电池无汞、无镉、无铅，符合环保要求。但是，由于锂不适于电导率高的水溶剂电解夜(锂与水相遇会有激烈反应)，既为常温型用非水系电解液的锂电池，不仅放电性能低，正常使用在0.1C以下，而且单体电池容量小，目前为1Ah以下，多个单体电池组合成的模块电池组也不能作为大容量电池满足当前动力型产品的需求。
【发明内容】
[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种容量能够达到100Ah以上，放电倍率达到0.1C以上，满足当前动力型产品需求，既有利于电池型号标准化、批量化生产，也有利于大型动力电池组实现模块化结构，并且贮存和使用寿命长，安全性可靠的大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
[0005]大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法，其特点是:包括以下制作过程:
[0006]⑴制作包膜正极板
[0007]分别称取作为正极活性物质80_95wt%的FeS2、作为粘合剂的PTFE含量为50-70wt%的PTFE液体或聚丙烯腈聚合物含量为10-20wt%的聚丙烯腈聚合物水溶液、作为导电剂的5-6wt%乙炔黑和1_2被％石墨或者2-4wt%乙炔黑和3-4wt%石墨，将正极活性物质、粘合剂和导电剂制成正极浆料或正极片；将作为正极集流体的三维铝网上焊接正极板导耳后，三维铝网两面压制正极片或灌入正极浆料烘干后压制成正极片；烘干、冷却后包上隔膜，露出正极板导耳，制成包膜正极板；
[0008]⑵制作包膜负极板
[0009]裁出作为负极板导耳的镍箔条焊接在作为负极集流体0.05-0.15mm厚的镍箔上，0.2-0.4mm厚的锂箔作为负极片，将两片负极片和负极集流体压制成负极板；在负极板外包一层隔膜，露出负极板导耳，制成包膜负极板；
[0010]⑶制作单体电池
[0011]将30-60片包膜正极板和比包膜正极板多一片的包膜负极板间隔整齐叠放，正极板导耳和负极板导耳相对放置，捆紧构成极板组，全部正极板导耳焊接在一正极引出片上，全部负极板导耳焊接在一负极引出片上，密封在单体电池壳中，露出正极引出片和负极引出片，注液后制成单体电池；
[0012]⑷制作大容量动力型锂-二硫化铁电池组
[0013]将一列两只及以上的单体电池并联；或者将两列或两列以上的单体电池中相邻的单体电池串联后再将两边剩余的正极端并联成一体、两边剩余的负极端并联成一体，完成本发明大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制作过程。
[0014]本发明还可以采用如下技术措施:
[0015]所述大容量动力型锂-二硫化铁电池组包括大容量L1-FeS2硬包装模块电池组和大容量L1-FeS2软包装模块电池。
[0016]所述大容量L1-FeS2硬包装模块电池组,包括复数个大容量L1-FeS2硬包装单体电池，所述硬包装单体电池分为倍数组；所述倍数组的倍数为大于或等于2时，相邻两组对应的硬包装单体电池由导体串联后，将两边剩余的正极端由导体并联成一体、剩余的负极端由导体并联成一体，构成大容量L1-FeS2硬包装模块电池组。
[0017]所述大容量L1-FeS2硬包装单体电池包括单体电池壳、单体电池盖，所述单体电池壳为金属方形单体电池壳或金属异形单体电池壳，单体电池壳内置有复数片FeS2正极活性物质大功率包膜正极板和比包膜正极板多一片的夹层式锂箔包膜负极板；每片包膜正极板上引出一条正极板导耳、每片包膜负极板上引出一条负极板导耳；全部正极板导耳固装于一正极引出片一端、全部负极板导耳固装于一负极引出片一端；所述单体电池盖的一面四周制有与单体电池壳开口部分方孔密封固装用凸台，单体电池盖的面上制有固装安全排气阀用安全排气阀孔、绝缘引出正极用正极引出孔和绝缘引出负极用负极引出孔。
[0018]所述大容量L1-FeS2软包装模块电池,包括绝缘置于软包装模块电池壳体中的复数个大容量L1-FeS2软包装单体电池,其特征在于:所述复数个大容量L1-FeS2软包装单体电池整齐绝缘叠放成一列，全部软包装单体电池的正极引出片为一列，与通过极柱绝缘垫固装在软包装模块电池壳体上的正极柱固装成一体；全部软包装单体电池的负极引出片为一列，与通过极柱绝缘垫固装在软包装模块电池壳体上的负极柱固装成一体。
[0019]所述大容量L1-FeS2软包装单体电池包括单体电池壳，所述单体电池壳为热封方形极板组的铝塑膜，所述方形极板组为将复数片FeS2正极活性物质大功率方形包膜正极板和比方形包膜正极板多一片的夹层式锂箔方形包膜负极板间隔捆紧构成；每片方形包膜正极板上引出一条正极板导耳、每片方形包膜负极板上引出一条负极板导耳；全部正极板导耳固装于一正极引出片一端、正极引出片另一端置于单体电池壳外部；全部负极板导耳固装于一负极引出片一端、负极引出片另一端置于单体电池壳外部。
[0020]所述大容量L1-FeS2软包装单体电池包括单体电池壳体，所述单体电池壳体由热封异形极板组的铝塑膜构成，所述异形极板组为将方形极板组底面的一端或两端的直角制为切角形或弧形；所述异形极板组为复数片FeS2正极活性物质大功率异形包膜正极板和比异形包膜正极板多一片的夹层式锂箔异形包膜负极板间隔捆绑构成；每片异形包膜正极板上引出一条正极板导耳、每片异形包膜负极板上引出一条负极板导耳；全部正极板导耳固装于一正极引出片一端、正极引出片另一端置于单体电池壳外部；全部负极板导耳固装于一负极引出片一端、负极引出片另一端置于单体电池壳外部。
[0021]本发明具有的优点和积极效果是:
[0022]1、本发明由于单体电池包膜正极板中的正极集流体基体采用三维金属，将FeS2S性物质，SP、VGCF、乙炔黑、石墨(KS或胶体试剂型)中的一种或复数种导电剂，PVDF, PTFE,CMC、丙烯腈聚合物中的一种或复数种粘合剂，辊压或涂布在三维金属中，大幅提高了电池的容量，单体电池组合成电池组，实现了容量大于lOOOAh，低放电倍率可达0.03C以上、高放电倍率可达0.1C以上，能够广泛应用于各种动力型产品中。
[0023]2、本发明通过将复数个大容量锂-二硫化铁电池硬包装单体电池先并联再串联的方式实现容量大于100Ah的大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法，既有利于电池型号标准化、批量化生产，也有利于大型动力电池组实现模块化结构，解决了大型单体电池由于正极太大造成制作困难的问题，还可以根据电池实际容量需要方便的进行组合。
[0024]3、本发明中的大容量锂-二硫化铁电池硬包装单体电池采用具有高机械强度和散热能力金属材料作为大容量锂-二硫化铁电池单体电池壳体，电池壳体内间隔整齐叠放大容量锂-二硫化铁电池包膜正极板和包膜负极板，能够有效防止因电池放电膨胀带来的安全隐患，不仅电池的安全性能好，并且具有更高的空间利用率，电池体积比能量和重量比能量均可提高10%?30%。
[0025]4、本发明中的大容量锂-二硫化铁电池硬包装单体电池采用金属薄膜作为排气的可更换防爆膜的排气阀，不仅简化了注液工艺，还可随时排出电池内多余气体，有效解决电池鼓胀问题，确保大容量锂-二硫化铁电池单体电池的安全性。
【附图说明】
[0026]图1是本发明大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法俯视示意图；
[0027]图2是图1中硬包装模块电池的俯视示意图；
[0028]图3是图1中硬包装单体电池为方形的主视示意图；
[0029]图4是图3的左视示意图；
[0030]图5是图1中硬包装单体电池为异形的主视示意图；
[0031]图6是图5的左视示意图；
[0032]图7是本发明大容量L1-FeS2软包装模块电池主视示意图；
[0033]图8是图7的左视内部结构示意图；
[0034]图9是图7的俯视不意图；
[0035]图10是图7中的软包装单体电池为方形结构的主视示意图；
[0036]图11是图10的左视内部结构示意图；
[0037]图12是图7中的软包装单体电池为异形结构的主视示意图；
[0038]图13是图12的左视内部结构示意图。
[0039]其中，1-安全排气阀，2-单体电池盖，3-绝缘垫，4-正极接线片，5-密封圈，6-铆钉，7-正极引出片，8-负极引出片，9-单体电池壳，I O-包膜负极板，11 -包膜正极板，12-正极板导耳，13-负极板导耳，14-负极接线片，15-硬包装单体电池，16-导电排，17-导电条，21-空心铆钉，22-极柱绝缘垫，23-软包装模块电池壳体，24-软包装单体电池，25-正极柱，26-负极柱。
【具体实施方式】
[0040]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图1-13详细说明如下:
[0041]大容量动力型锂-二硫化铁电池组的制备方法，其特点是:包括以下制作过程
[0042]⑴制作包膜正极板
[0043]分别称取作为正极活性物质80_95wt%的FeS2、作为粘合剂的PTFE含量为50-70wt%的PTFE液体或聚丙烯腈聚合物含量为10-20wt%的聚丙烯腈聚合物水溶液、作为导电剂的5-6wt%乙炔黑和1_2被％石墨或者2-4wt%乙炔黑和3-4wt%石墨，将正极活性物质、粘合剂和导电剂制成正极浆料或正极片；将作为正极集流体的三维铝网上焊接正极板导耳后，三维铝网两面压制正极片或灌入正极浆料烘干后压制成正极片；烘干、冷却后包上隔膜，