奸/cm2)，理想地至少1000化奸/cm2)。由于一般 用来制造微孔隔离体的制造工艺，拉伸应力一般在纵向（MD)上大于横向（TD)上。所需的 最小拉伸应力可部分地取决于电池的直径。例如，对于FR6型电池，优选的拉伸应力是，在 纵向上至少1500kgf/cm2,在横向上至少1200kgf/cm2,而对于FR03型电池，纵向和横向上的 优选拉伸强度分别为1300和lOOOkgf/cm2。如果拉伸应力太低，则制造和电池的内力可能 造成撕裂或其它孔桐。一般，从强度观点出发，拉伸应力越高越好。但是，如果拉伸应力过 高，则隔离体的其它所需性能可能受到不利影响。
[0126] 拉伸应力也可用kgf/cm表示，它可W从Wkgf/cm2为单位的拉伸应力计算，方法 是把后者乘W单位为cm的隔离体厚度。Wkgf/cm为单位的拉伸应力也适用于鉴定与隔离 体强度相关的期望性能。因此可期望隔离体在纵向和横向上的拉伸应力都为至少1.0k奸/ cm,优选至少1.化奸/cm,更优选至少1.75kgf/cm。对于直径大于约0.45英寸（11.4mm)的 电池，最优选拉伸应力为至少2.Ok奸/cm。
[0127] 隔离体强度的另一个标志是它的介电击穿电压。优选平均介电击穿电压将为至少 2000V，更优选至少2200V。对于直径大于约0.45英寸（11.4mm)的圆柱状电池，最优选平 均介电击穿电压为至少2400V。如果介电击穿电压太低，则在电池制造中难W可靠地取下带 有缺陷或被电试验损伤的隔离体的电池（例如，在加进电解质之前，仍留有施加在电极组 件上的高电压）。期望介电击穿电压尽量高，同时仍能实现隔离体的其它期望性能。
[012引平均有效孔径是隔离体强度的另一个更重要的标志。虽然为最大化通过隔离体的 离子输运，最好是大孔，但如果孔太大，则隔离体将易穿透和电极间短路。优选的最大有效 孔径是0. 08μm~0. 40μm，更优选不大于0. 20μm。
[0129]BET比表面积也与孔径和孔数有关。一般，当隔离体具有较高的比表面积时，电池 放电性能往往更好，但隔离体的强度往往被降低。期望BET的比表面积不大于40m7g，但最 好至少为15m2/g或至少25mVg。
[0130] 对于良好的快速和大功率电池放电性能，最好有低的面积比电阻。较薄的隔离体 往往具有较低的电阻，但隔离体还应足够强，从而限制了隔离体可W多薄。期望面积比电阻 不大于4. 3Ω-cm2,更优选不大于4. 0Ω-cm2,最优选不大于3. 5Ω-cm2。
[0131] 用于裡电池内的隔膜常由聚丙締、聚乙締或超高分子量聚乙締制成，优选聚乙締。 隔离体可W是单层双轴取向微孔膜，或者也可W把2层或更多层层压在一起，W提供正交 方向上所期望的拉伸强度。单层可有助于最低化成本。适用的单层双轴取向聚乙締微孔隔 离体可获自TonenQiemicalCo;rp.,可获自EXXONMobileQiemicalCo. ,Macedonia,N. Y.，USA。SetelaF20DHI级隔离体的标称厚度为20ym，Setela16MMS级隔离体的标称厚 度为16μηι。
[0132] 阳极、阴极和隔离体带被一起组合在电极组件内。电极组件可W是螺旋缠绕设计， 如图1所示的那种，制造方法是在屯、轴周围交替地缠绕阴极、隔离体、阳极和隔离体，当缠 绕结束时，从电极组件内抽出屯、轴。在电极组件外面一般包裹至少一层隔离体和/或至少 一层电绝缘薄膜（例如，聚丙締）。其目的有几个：有助于保持组件的整体性并可用来把组 件的宽度或直径调节到所要求的尺寸。隔离体或其它外部膜层的最外端可W用一片胶带或 通过热封而保持向下。
[0133] 除进行螺旋缠绕外，电极组件也可W通过把电极和隔离体带折叠在一起而形成。 可W使带沿它们长度方向排列，然后按手风琴式折叠，或者也可W使阳极和一条电极带垂 直于阴极和另一条电极带铺排W及电极W十字交叉的方式交替折叠（正交取向），在两种 情况下都形成一叠交替的阳极和阴极层。
[0134] 电极组件被插进外壳容器内。在螺旋缠绕电极组件的情况下，不论在圆柱状还是 棱柱状容器内，电极的主表面都垂直于容器侧壁（换言之，电极组件的忍核平行于电池的 纵轴）。折叠的电极组件一般用于棱柱状电池中。在手风琴-折叠式电极组件的情况下，组 件的取向要使电极层叠相反端的平电极面与容器的相对侧邮邻。W运类构造，阳极主表面 的大部分总面积与阴极主表面的大部分总面积通过隔离体相邻，而电极主表面的最外部分 与容器侧壁相邻。运样，因阳极和阴极组合厚度的增加所引起的电极组件的膨胀就受到容 器侧壁的限制。
[0135] 在本发明的电池组电池中，使用非水电解质，其中仅含有很少量作为污染物的水 (例如按重量计，不超过约SOOppm，取决于所用的电解质盐）。适用于裡和活性阴极材料的 任何非水电解质都可W用。电解液含一种或多种溶解在有机溶剂中的电解质盐。对于Li/ 化S2电池，适用盐的实例包括漠化裡、高氯酸裡、六氣憐酸裡、六氣憐酸钟、六氣神酸裡、Ξ 氣甲横酸裡和舰化裡；适用的有机溶剂包括一种或多种下列溶剂：碳酸二甲醋、碳酸二乙 醋、碳酸甲乙醋、碳酸亚乙醋、碳酸异丙締醋、碳酸1，2-亚下醋、碳酸2, 3-亚下醋、甲酸甲 醋、丫-下内醋、环下讽、乙腊、3, 5-二甲基异罐挫、η,η-二甲基甲酯胺和酸类。盐/溶剂组 合将提供足够的电解和电导率，W满足所需溫度范围内的电池放电要求。酸类常是理想溶 剂，因为它们一般都具有低粘度、良好的浸润性、良好的低溫放电性和良好的快速放电性。 在Li/FeSz电池中尤其如此，因为酸类较之用Mn〇2阴极更稳定，所W能用较大的酸量。适用 的酸类包括，但不限于，非环酸类，如1,2-二甲氧基乙烧、1,2-二乙氧基乙烧、二（甲氧基 乙基）酸、Ξ甘醇二甲酸、四乙二醇二甲酸和二乙酸；和环酸，如1,3-二氧戊环、四氨巧喃、 2-甲基四氨巧喃和3-甲基-2-嗦挫嘟酬。特别适用的非水电解液是包含在溶剂中的舰化 裡的电解质，所述溶剂包含至少一种如U.S.专利5, 514, 491所公开的酸，该文献的全部公 开内容引于此供参考。
[0136] 因此，可W用电解质盐与有机溶剂的多种组合来形成用于电化学电池的电解 液。为改变电解质的导电性，可改变电解质盐的摩尔浓度。含一种或多种溶于有机溶剂 中的电解质盐的适用非水电解液的实例包括，但不限于，在1,3-二氧戊环、1,2-二乙氧 基乙烧和3, 5-二甲基异哦挫的溶剂共混物（重量百分比为24. 80:60. 40:0. 20)中，浓度 为每升溶剂中有ImolS氣甲横酸裡（14.60wt% )的电解质，其导电率为2.5mS/cm;在 1，3-二氧戊环、1，2-二乙氧基乙烧和3, 5-二甲基异罐挫的溶剂共混物（重量百分比为 23. 10:56. 30:0. 20)中，浓度为每升溶剂中有l.SmolS氣甲横酸裡（20. 40wt% )的电解 质，其导电率为3. 46mS/cm;在1, 3-二氧戊环、1, 2-二乙氧基乙烧和3, 5-二甲基异'嚷挫的 溶剂共混物（重量百分比为63. 10:27. 60:0. 20)中，浓度为每升溶剂中有0. 75mol舰化裡 (9.lOwt%)的电解质，其导电率为7. 02mS/cm。本发明的电化学电池中所用电解质的电 导率一般都大于约2.OmS/cm，期望大于约2. 5或约3.OmS/cm，优选大于约4,约6或约7mS/ cm〇
[0137] 具体的阳极、阴极和电解质的组成和量都可W进行调节，W提供期望的电池制造， 性能和储存特性。例如，可W把电池设计到使阳极与阴极的输入比小于1. 0,等于1. 0或大 于1. 0。阳极与阴极输入比小于1. 0的电池可W被称做阳极欠平衡，而阳极与阴极输入比大 于1. 0的电池被称做阳极过平衡。最好使电池的阳极与阴极输入比小于或等于1. 0。如本 文所用，阳极与阴极输入比可计算如下：
[013引每线性英寸的阳极容量：
[0139](锥厚度）X(界面电极宽度）XI英寸X(裡锥在20°C的密度）X(裡能量密度， 3861. 7mAh/gm)〇
[0140] 每线性英寸的阴极容量：
[0141](最终阴极涂层厚度）X(界面电极宽度）X1英寸X(阴极干混密度）X(最终阴 极充填百分数）X(FeSz的干wt% )X(FeS2的百分纯度）X(FeS2的能量密度，893. 58mAh/ 卵）
[0142]阳极/阴极输入比=每线性英寸的阳极容量/每线性英寸的阴极容量
[0143]"界面电极宽度"，如本文所用，是在阴极与阳极间共同界面面积的线尺寸。"最终 阴极涂层厚度"是指在任何压延操作或其它致密化工艺后阴极的涂层厚度。"最终阴极充填 百分数"是指在任何压延操作或其它致密化工艺后阴极的固体体积百分数，并等于100%减 去在任何压延操作或其它致密化工艺之后阴极的空隙容积百分数。"阴极干混密度"是指阴 极涂层中固体组分的加成密度。
[0144] 电池可W用任何合适的方法密闭和密封。运类方法可包括，但不限于，卷曲、重拉 伸、卷边（colleting)和它们的组合。例如，对于图1中的电池，在插进电极和绝缘锥后在 罐内形成一个凸缘，垫片和盖组件（包括电池盖、接触弹黃和放气套管）放在罐的敞口端。 电池被支撑在凸缘上，而垫片和盖组件被朝下推向凸缘。高于凸缘的罐上端的直径被分段 档料圈减小，W使垫片和盖组件定位。在通过放气套管和盖中的孔将电解液分配到电池中 之后，放气球被插进套管W密封电池盖上的孔。PTC设备和端盖被放在电池的电池盖之上， 罐的上缘用卷边模内弯W固定垫片、盖组件、PTC设备和端盖，并靠垫片完成罐敞口端的密 封。
[014引 W上的详述尤其与圆柱状Li/FeSz电池，如FR6和FR03型，相关，如International ElectrotechnicalCommission,Geneva,Switzer-land出版的国际标准IEC60086-1和IEC60086-2所定义。但是，本发明也可适合于其它电池尺寸和形状，而且适合于具有其它 电极组件、外壳、密封和卸压放气设计的电池。
[0146] 在W下实施例中将对本发明的特点及其优点作进一步说明：
[0147] 实施例 [014引对比例1
[0149] 如下制备合成化S2:使化2〇3与过量硫化氨化2巧在300~400°C下反应8~2地， 如了日111脚日等所述巧16(3付〇油;[111；[。3 4(31日，28(1983)，第269页）。在典型反应中，在瓷舟内 装进5g氧化物，然后把该瓷舟放进玻璃管。把该管放在高溫炉内。在开始引进硫化氨之 前，先用氣气清扫管内气氛。然后把炉子加热到预定溫度并让HzS在整个反应时间内不断流 动。在反应终点，再用惰性气体清扫该管并使之冷却。图2是该对比中所制备产物的X射 线衍射图。如图2所示，反应生成了化S2,如43。，50°，56°，62°，73°，89°，94°，99° 和104°的峰所示。但是，该X射线衍射表明，从该实施例的工艺也产生了化S，如45°， 51.5°，68°，84° 和 91. 5° 的峰所证明。
[0150] 实施例1:硫化工艺
[0151]用按照本发明的硫化工艺如下制备合成化S2:在作为Ubconco旋转蒸发仪的部 件的烧瓶内，装进2. 6g来自A1化Aesar的平均颗粒尺寸约3nm的纳米诱（Fez化的纳米颗 粒）和0. 5g来自A1化Aesar的平