一种锂亚硫酰氯电池的正极材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于一次性锂电池加工制造领域，具体涉及一种锂亚硫酰氯电池的正极材料及其制备方法。所述正极材料由乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水经多道工序加工制成，所述铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水的重量比例为0.1：10：0.6：200?250；所述制备方法包括和粉、脱水、制粒、抛丸、烘干、打散和筛选步骤。本发明的有益效果为：该正极材料制备时不需要添加有机溶剂，节省了原料和工序，且不使用有机溶剂制备的该正极材料不会影响电池性能；其制备方法的烘干步骤因原料中没有易燃易爆的有机物，有效降低了生产过程中的安全隐患；其制备方法中包含打散和筛选步骤，可得到粒度较为均一的正极材料，使用该正极材料生产的锂亚硫酰氯电池的性能稳定。
【专利说明】
一种锂亚硫酰氯电池的正极材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于一次性锂电池加工制造领域，具体涉及一种锂亚硫酰氯电池的正极材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锂亚硫酰氯电池的主要构造由以下几个部分组成:1.钢壳，2.盖组，3.隔膜，4.正极材料，5.负极金属锂，6.SOCL2。锂亚硫酰氯电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，其可被制作成各种各样的尺寸和结构，容量范围从低至400mAh的圆柱形炭包式和卷绕式电极结构电池，到高达I OOOOAh的方形电池。
[0003]现有技术中的锂亚硫酰氯电池的正极材料通常由聚四氟乙烯粘结炭黑组成，生产时常需要以乙炔黑、铜粉、聚四氟乙烯乳液、纯水及有机溶剂为原料，且生产过程中具有加热烘干步骤。现有技术的不足为，使用有机溶剂，该有机溶剂通常为醇类，易燃，在烘干的过程中有爆炸和燃烧的风险，有安全隐患;现有技术中的正极材料粒度不均一，用于电池的正极时密度不稳定，导致电池的性能不稳定，产品性能一致性差。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种锂亚硫酰氯电池的正极材料及其制备方法，该正极材料的制备原料中不含有机溶剂，烘干时没有安全隐患，该正极材料的粒度均一，用于电池正极时密度稳定，电池产品的性能一致性较好。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种锂亚硫酰氯电池的正极材料，所述正极材料由乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水经多道工序加工制成，所述铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水的重量比例为0.1:10:0.6:200-250 ο
[0006]具体的，所述聚四氟乙烯乳液为质量分数60%的水乳液。
[0007]本发明还提供一种上述锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0008]S1.和粉:将铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水按照0.1:10:0.6:200-250的重量比例充分搅拌混合，得浆料；
[0009]S2.脱水:将SI中的浆料抽到工业脱水机中进行脱水处理，得膏状物；
[0010]S3.制粒:将S2中的膏状物倒入制粒机中制粒，得颗粒物；
[0011 ] S4.抛丸:将S3中的颗粒物放入抛丸机中抛丸成型；
[0012]S5.烘干:将S4中经抛丸成型的颗粒物放入烘箱内充分干燥；
[0013]S6.打散:将S5干燥之后的颗粒放入搅拌机中，搅拌打散；
[0014]S7.筛选:将S6打散后的颗粒放入筛网机中筛选出粒径合适的颗粒，即为锂亚硫酰氯电池的正极材料。
[0015]在上述制备方法的基础上，其各步骤还可以有如下进一步具体化。
[0016]具体的，步骤SI中各原料的混合遵循以下顺序:首先将铜粉和纯水按所述比例搅拌混合，然后按所述比例加入乙炔黑且边加边搅拌，最后按所述比例加入聚四氟乙烯乳液并搅拌混合。
[0017]具体的，步骤S2中脱水后得到的膏状物为脱水前浆料重量的1/4。
[0018]具体的，步骤S3中制粒机的制粒网径为1.5mm。
[0019]具体的，步骤S4中抛丸机的主机变频设置为7 土 IHz，风机变频设置20 土 3Hz，执丸时间设置为110 ± 10s。
[0020]具体的，步骤S5中的干燥按照以下步骤进行:首先在150°C下除湿120min，然后在250°C下恒温干燥15min。
[0021]具体的，步骤S6中的搅拌机为手动搅拌机。
[0022]具体的，步骤S7中筛选出的颗粒的粒径8-16目。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0024]1.该正极材料仅以铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液及纯水为原料，不需要添加有机溶剂，节省了原料和工序，降低了采购和贮存有机溶剂带来的生产成本，同时使用该正极材料的锂亚硫酰氯电池的电池性能良好。
[0025]2.其制备方法的烘干步骤因原料中没有易燃易爆的有机物，有效降低了生产过程中的安全隐患，也避免了生产工人因吸入有机溶剂可能带来的健康损伤。
[0026]3.其制备方法中包含打散和筛选步骤，可得到粒度较为均一的正极材料，即不存在明显的大颗粒，也不存在明显较小的颗粒或粉料，该正极材料的密度相对稳定，使用该正极材料生产的锂亚硫酰氯电池的性能稳定。
【附图说明】
[0027]图1为以实施例1制备的正极材料为正极的电池的放电曲线图；
[0028]图2为以实施例2制备的正极材料为正极的电池的放电曲线图；
[0029]图3为以实施例3制备的正极材料为正极的电池的放电曲线图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0031]实施例1
[0032]一种上述锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0033]S1.和粉:将10g铜粉和200kg纯水在容器中充分混合，然后边搅拌边加入1kg乙炔黑，最后加入600g质量分数60%的聚四氟乙烯水乳液并充分搅拌，得浆料；
[0034]S2.脱水:将SI中的浆料抽到工业脱水机中进行脱水处理，脱水后重量是原来重量的1/4，得膏状物；
[0035]S3.制粒:将S2中的膏状物倒入制粒机中制粒，制粒网径为1.5mm，得颗粒物；
[0036]S4.抛丸:将S3中的颗粒物放入抛丸机中抛丸成型，抛丸机主机变频设置为7Hz，风机变频设置为20Hz，抛丸时间设置为I 1s;
[0037]S5.烘干:将S4中经抛丸成型的颗粒物放入烘箱内，先150°C除湿120min，然后250°(:恒温干燥15min;
[0038]S6.打散:将S5干燥之后的颗粒放入手动搅拌机中，搅拌打散；
[0039]S7.筛选:将S6打散后的颗粒放入筛网机中筛选出粒径为8-16目的颗粒，即为锂亚硫酰氯电池的正极材料。
[0040]实施例2
[0041 ] 一种上述锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0042]S1.和粉:将10g铜粉和220kg纯水在容器中充分混合，然后边搅拌边加入1kg乙炔黑，最后加入600g质量分数60%的聚四氟乙烯水乳液并充分搅拌，得浆料；
[0043]S2.脱水:将SI中的浆料抽到工业脱水机中进行脱水处理，脱水后重量是原来重量的1/4，得膏状物；
[0044]S3.制粒:将S2中的膏状物倒入制粒机中制粒，制粒网径为1.5mm，得颗粒物；
[0045]S4.抛丸:将S3中的颗粒物放入抛丸机中抛丸成型，抛丸机主机变频设置为6Hz，风机变频设置为17Hz，抛丸时间设置为10s;
[0046]S5.烘干:将S4中经抛丸成型的颗粒物放入烘箱内，先150°C除湿120min，然后250°(:恒温干燥15min;
[0047]S6.打散:将S5干燥之后的颗粒放入手动搅拌机中，搅拌打散；
[0048]S7.筛选:将S6打散后的颗粒放入筛网机中筛选出粒径为8-16目的颗粒，即为锂亚硫酰氯电池的正极材料。
[0049]实施例3
[0050]—种上述锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0051 ] S1.和粉:将10g铜粉和250kg纯水在容器中充分混合，然后边搅拌边加入1kg乙炔黑，最后加入600g质量分数60%的聚四氟乙烯水乳液并充分搅拌，得浆料；
[0052]S2.脱水:将SI中的浆料抽到工业脱水机中进行脱水处理，脱水后重量是原来重量的1/4，得膏状物；
[0053]S3.制粒:将S2中的膏状物倒入制粒机中制粒，制粒网径为1.5mm，得颗粒物；
[0054]S4.抛丸:将S3中的颗粒物放入抛丸机中抛丸成型，抛丸机主机变频设置为8Hz，风机变频设置为23Hz，抛丸时间设置为120s;
[0055]S5.烘干:将S4中经抛丸成型的颗粒物放入烘箱内，先150°C除湿120min，然后250°(:恒温干燥15min;
[0056]S6.打散:将S5干燥之后的颗粒放入手动搅拌机中，搅拌打散；
[0057]S7.筛选:将S6打散后的颗粒放入筛网机中筛选出粒径为8-16目的颗粒，即为锂亚硫酰氯电池的正极材料。
[0058]检测例
[0059]以实施例1-3制得的正极材料作为锂亚硫酰氯电池的正极，生产锂亚硫酰氯电池，其放电曲线分别如图1至图3所示，经对比可见使用本发明制备正极材料的电池性能良好，初始电压及放电曲线均极为相近，这说明本发明正极材料粒径均一性，有利于电池性能的稳定;此外，与中国专利CN103972466A公开的使用有机溶剂为制备原料之一的正极材料相比，两者生产的电池的放电曲线也较相近，说明本发明提供的方法虽然不使用有机溶剂，但其得到的正极材料可以用作电池的生产，不会影响产品性能。
[0060]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种锂亚硫酰氯电池的正极材料，其特征在于，所述正极材料由铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水经多道工序加工制成，所述铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水的重量比例为0.1:10:0.6:200-250。2.根据权利要求1所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液为质量分数60%的水乳液。3.—种如权利要求1或2所述的锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51.和粉:将铜粉、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液和纯水按照0.1:10:0.6:200-250的重量比例充分搅拌混合，得浆料； 52.脱水:将SI中的浆料抽到工业脱水机中进行脱水处理，得膏状物； 53.制粒:将S2中的膏状物倒入制粒机中制粒，得颗粒物； 54.抛丸:将S3中的颗粒物放入抛丸机中抛丸成型； 55.烘干:将S4中经抛丸成型的颗粒物放入烘箱内充分干燥； 56.打散:将S5干燥之后的颗粒放入搅拌机中，搅拌打散； 57.筛选:将S6打散后的颗粒放入筛网机中筛选出粒径合适的颗粒，即为锂亚硫酰氯电池的正极材料。4.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤SI中各原料的混合遵循以下顺序:首先将铜粉和纯水按所述比例搅拌混合，然后按所述比例加入乙炔黑且边加边搅拌，最后按所述比例加入聚四氟乙烯乳液并搅拌混合。5.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中脱水后得到的膏状物为脱水前浆料重量的1/4。6.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中制粒机的制粒网径为1.5_。7.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中抛丸机的主机变频设置为7 土 IHz，风机变频设置20 土 3Hz，执丸时间设置为110 土1s08.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中的干燥按照以下步骤进行:首先在150 °C下除湿120min，然后在250 V下恒温干燥15min。9.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S6中的搅拌机为手动搅拌机。10.根据权利要求3所述的一种锂亚硫酰氯电池的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S7中筛选出的颗粒的粒径为8-16目。
【文档编号】H01M4/36GK105932239SQ201610308215
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】陈克荣
【申请人】武汉安能电源有限责任公司