一种锂亚硫酰氯功率型电池正极制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池技术领域，具体地指一种锂亚硫酰氯功率型电池正极制备方法。
【背景技术】
[0002]锂亚硫酰氯电池是以金属锂为负极，液态亚硫酰氯为正极活性物质，并以多孔炭为正极集流体的电化学体系电源。其中，SOCl2既为反应物质又为非水无机溶剂，溶解LiAlCl4等添加剂后的溶液为无机电解液，该体系电池是近年发展起来的新型高能化学电源，总反应机理为:4Li+2S0Cl2— 4LiCl+S+S02，由于生成了不溶解的固体产物LiCl和S，随着放电的进行，多孔炭的表面和内孔逐渐被不溶解的固体产物覆盖堵塞，使碳正极逐渐钝化失活，导致电池寿命终止。
[0003]现有锂亚硫酰氯电池正极制造工艺三十年前就已基本形成，并一直沿用至今，其工艺为:将和粉膏料经150°C干燥，再将膏料用异丙醇或酒精浸泡后揉成很厚的膜，将厚膜辊轧成薄湿膜，湿膜经过干燥后，使用胶黏剂粘接到镍孔网上，再将已粘接膜的正极片高温纤维化，最后分切制作而成。这种制备方法存在许多不稳定因素:(I)正极膜为湿膜，(2)通过辊轧很难确保膜厚度的一直性，以至于最终整形时厚度难以控制，(3)粘接膜到镍孔网上时，胶黏剂很难确保涂覆均匀，(4)最终分切成的小片正极由于厚度均匀性而直接造成每片正极的碳含量不均一。
[0004]中国发明专利(申请号为201010146334.1)中公开了一种锂亚硫酰氯电池及其制造方法，其中将各原料制成膏状后多次烘干加热，过筛成粉末状后经模具吸附在镍网上，经温控辊机压成正极极片。该方法的缺点为:仅仅通过过筛的处理方式很难将物料变成粉料，切存在许多大颗粒或成团物质，因此这些所谓的粉料物质即使辊轧到镍网上，其粘附性差，容易脱落掉粉，从而影响正极片的质量，此类正极片做成电池后，电池容易短路或微短路，减少了使用寿命。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种粉料分布均匀且粘附性好、含碳量均一的锂亚硫酰氯功率型电池正极制备方法。
[0006]本发明的技术方案为:一种锂亚硫酰氯功率型电池正极制备方法，其特征在于，步骤为:
[0007]I)粉料预处理
[0008]乙炔黑、乙醇、正极导电剂、粘合剂、纯水以一定比例混合成湿料并搅拌均匀；
[0009]搅拌均匀的湿料置于100?150°C环境下10?20h烘干；
[0010]经过低速粉碎为粉料；
[0011]经过低速粉碎后再经100°C环境下5?1h烘干；
[0012]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0013]2)粉料上网
[0014]将粉料与水性溶剂均匀混合为半干粉料，所述水性溶剂为无水酒精、纯水中至少一种；
[0015]半干粉料通过叶轮给料机均匀洒落到镍拉网两面，粉料通过轧机粘合到镍拉网上;
[0016]上有半干粉料的镍拉网放入120°C真空干燥箱内干燥8?1h ;
[0017]正极镍拉网放入240?250°C烘箱内15?20min保温进行纤维化；
[0018]3)正极成型
[0019]纤维化后的正极镍拉网通过精轧机进行整形辊轧，分切清粉后点焊正极盖组，制成正极。
[0020]优选的，所述步骤I)中正极导电剂为铜粉、镍粉或铂粉中的一种。
[0021]优选的，所述步骤I)中粘合剂为聚四氟乙烯乳液粘合剂、聚偏氟乙烯乳液粘合剂或聚丙烯酸乳液粘合剂的一种。
[0022]优选的，所述步骤I)中乙炔黑、乙醇、正极导电剂、粘合剂、纯水重量比例为1000:
0.6 ?1:60 ?80:70 ?80:3 ?3.5。
[0023]优选的，所述步骤I)中低速粉碎速度为1000?1200r/min。
[0024]优选的，所述步骤2)中经过真空干燥的粉料与水性溶剂质量比为1:0.2?0.25。
[0025]本发明中，步骤I)中采用低速粉碎是由于通过低速搅拌将块状物料搅碎，如用高速搅拌则会破坏乙炔黑的碳链结构或粘合剂形成的支链结构，初步干燥后粉碎再继续干燥5?1h是为了充分除去物料中的液相水分，160°C下真空干燥30min是由于粉料是多微孔材料，其微孔内微量气态水分单纯靠加热难以干燥，通过真空的方式有助于微孔内水分的去除，粉碎烘干后的物料成为粒径较为均一的干燥粉料。步骤2)中将干燥完全的粉料与酒精、水混合成半干状态是为了使粉料具有一定的粘性，便于上网，上网后半干粉料经过干燥和纤维化后形成多孔结构。而且镍拉网通过轧机时的方向是由上至下或由下至上移动，叶轮给料机先在镍拉网的左右两侧将半干粉料上网，粉料通过轧机的机械压力压合在镍拉网左右两侧面，此时镍拉网两侧所压合物料的均匀性较好。
[0026]本发明中的优点为:
[0027]1.将物料按比例混合成湿料再进行干燥得到粉料，初次烘干及低速粉碎后继续烘干使湿料得到充分干燥，且粒径分布更均匀。
[0028]2.完全干燥的粉料再与酒精、水混合成半干粉料上网是因为这种处理方式比干粉料直接上网粘接强度更大、不掉粉，可以更好确保单位面积的粉料量。
[0029]3.传统辊轧方式中是将粉料放在两侧辊上硬性压合，而叶轮给料机将半干粉料上网比辊轧方式将干粉料上网的粉料量更均匀，一致性更好。
[0030]4.半干粉料上网后，多次加温进行纤维化能使粉料形成疏松多孔的形态，增大正极碳电极的活性面积和孔率，提高反应活性。
【具体实施方式】
[0031]下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0032]实施例1
[0033]I)粉料预处理
[0034]将100g乙炔黑、0.6g无水酒精、60g正极导电剂铜粉、70g聚四氟乙烯乳液粘合剂、3g纯水混合成湿料并搅拌均匀；
[0035]搅拌均匀的湿料置于100°C环境下1h烘干；
[0036]经过粉碎机在转速为1000r/min下粉碎后再在100°C环境下1h烘干；
[0037]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0038]2)粉料上网
[0039]将粉料与酒精按质量比为1:0.2均匀混合为半干粉料；
[0040]半干粉料通过叶轮给料机均匀洒落到镍拉网两面，粉料通过轧机粘合到镍拉网上;
[0041]上有半干粉料的镍拉网放入120°C真空干燥箱内干燥8h ;
[0042]正极镍拉网放入240°C烘箱内15min保温进行纤维化；
[0043]3)正极成型
[0044]纤维化后的正极镍拉网通过精轧机进行整形辊轧，分切清粉后点焊正极盖组，制成正极。
[0045]实施例2
[0046]I)粉料预处理
[0047]将100g乙炔黑、Ig无水酒精、80g正极导电剂镍粉、80g偏氟乙烯乳液粘合剂、3.5g纯水混合成湿料并搅拌均勾；
[0048]搅拌均匀的湿料置于120°C环境下20h烘干；
[0049]经过粉碎机在转速为1200r/min下粉碎后再在100°C环境下6h烘干；
[0050]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0051]2)粉料上网
[0052]将粉料与纯水按质量比为1:0.25均匀混合为半干粉料；
[0053]半干粉料通过叶轮给料机均匀洒落到镍拉网两面，粉料通过轧机粘合到镍拉网上;
[0054]上有半干粉料的镍拉网放入120°C真空干燥箱内干燥9h ;
[0055]正极镍拉网放入250°C烘箱内20min保温进行纤维化；
[0056]3)正极成型
[0057]纤维化后的正极镍拉网通过精轧机进行整形辊轧，分切清粉后点焊正极盖组，制成正极。
[0058]实施例3
[0059]I)粉料预处理
[0060]将100g乙炔黑、0.8g无水酒精、70g正极导电剂铂粉、75g聚丙烯酸乳液粘合剂、3.2g纯水混合成湿料并搅拌均匀；
[0061]搅拌均匀的湿料置于150°C环境下15h烘干；
[0062]经过粉碎机在转速为1100r/min下粉碎后再在100 °C环境下7h烘干；
[0063]160°C下真空干燥30min即得粉料；
[0064]2)粉料上网
[0065]将粉料与酒精、纯水按质量比为1:0.1:0.1均匀混合为半干粉料；
[0066]半干粉料通过叶轮给料机均匀洒落到镍拉网两面，粉料通过轧机由粘合到镍拉网上;
[0067]上有半干粉料的镍拉网放入120°C真空干燥