专利名称：一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及到电池的技术领域，特别是指一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制
作方法。
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 功率最闻的一种电池。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。现有的锂/亚硫酰氯电池电解液的制备方法，一般均采用将四氯化铝锂(LiAlCl4)按规定浓度溶于亚硫酸氯(SOCl2)中，制得LiAlCl4/S0Cl2溶液；在LiAlCl4/S0Cl2溶液中加入锂箔，充分搅拌；再采用加热回流方式除水，使溶液水分含量降至规定值制得成品。由于LiAlCl4/S0Cl2溶液在加热回流时，仅能除去电解液中的少量水分，而在加热回流过程中，还可能造成亚硫酸氯分解、挥发，使制成品电解液的浓度改变、杂质增加，亚硫酸氯含量降低。用其生产的锂/亚硫酰氯电池，其电压滞后与安全问题，始终存在。现行的锂/亚硫酰氯电池阴极的制作方法，包括如下步骤按一定物料配比将去离子水、无水乙醇加入到搅拌桶内搅拌，再向搅拌桶内加入乙炔黑，继续搅拌，最后再向搅拌桶内加入聚四氟乙烯乳液，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。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倉泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善锂/亚硫酰氯电池电压滞后性能，并能在低温和中、高倍率放电条件下使用的锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，包括如下步骤
a、计量在相对湿度<1%的干燥环境中，将亚硫酰氯四氯铝酸锂钙金属卤化物金属 锂箔的质量比为1:0. 09^0. 19:0.013^0. 20:0. OOf O. 002的比例进行配比、计量；
b、操作在相对湿度<1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、钙金属卤化物和金属锂箔加入到配制容器中，其中，钙金属卤化物的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着搅拌物料Γ8小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品。所述的钙金属卤化物为氯化钙。上述的操作步骤中，采用磁力搅拌机搅拌物料。本发明的有益效果是生产工艺流程简单，材料与制造成本较低。通过在锂/亚硫酰氯电池电解液中添加一种钙金属卤化物，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/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法作进一步的详细描述。实施例I
一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，包括如下步骤
a、计量在相对湿度<1%的干燥环境中，称取亚硫酰氯16300g、四氯铝酸锂3160g、氯化钙180g和用于除水的金属锂箔15g ；
b、操作在相对湿度<1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、氯化钙和金属锂箔加入到平底玻璃瓶中，其中，氯化钙的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着采用磁力搅拌机搅拌物料6小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品O实施例2
一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，包括如下步骤
a、计量在相对湿度<1%的干燥环境中，称取亚硫酰氯16300g、四氯铝酸锂2640g、氯化钙200g和用于除水的金属锂箔15g ；
b、操作在相对湿度<1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、氯化钙和金属锂箔加入到平底玻璃瓶中，其中，氯化钙的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着采用磁力搅拌机搅拌物料4小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品O实施例3
一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，包括如下步骤
a、计量在相对湿度< 1%的干燥环境中，称取亚硫酰氯16300g、四氯铝酸锂2110g、氯化钙200g和用于除水的金属锂箔12g ；b、操作在相对湿度< 1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、氯化钙和金属锂箔加入到平底玻璃瓶中，其中，氯化钙的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着采用磁力搅拌机搅拌物料6小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成
品O实施例4
一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，包括如下步骤
a、计量在相对湿度<1%的干燥环境中，称取亚硫酰氯16300g、四氯铝酸锂1760g、氯化钙200g和用于除水的金属锂箔IOg ；
b、操作在相对湿度<1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、氯化钙和金属锂箔加入到平底玻璃瓶中，其中，氯化钙的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着采用磁力搅拌机搅拌物料8小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品O结合上述实施例，本发明是通过在锂/亚硫酰氯电池电解液中添加一种钙金属卤化物，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/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，其特征在于包括如下步骤 a、计量在相对湿度<1%的干燥环境中，将亚硫酰氯四氯铝酸锂钙金属卤化物金属锂箔的质量比为1:0. 09^0. 19:0. 013 0. 20:0. OOf O. 002的比例进行配比、计量； b、操作在相对湿度<1%的干燥环境中，依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、钙金属卤化物和金属锂箔加入到配制容器中，其中，钙金属卤化物的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着搅拌物料Γ8小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品。
2.根据权利要求I所述的一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，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I或2所述的一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，其特征在于所述的操作步骤中，采用磁力搅拌机搅拌物料。
全文摘要
本发明涉及一种锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法，在相对湿度≤1%的干燥环境中，将亚硫酰氯:四氯铝酸锂:钙金属卤化物:金属锂箔的质量比为1:0.09~0.19:0.013~0.20:0.001~0.002的比例进行配比、计量；依次将计量后的亚硫酰氯、四氯铝酸锂、钙金属卤化物和金属锂箔加入到配制容器中，其中，钙金属卤化物的加入量要在锂/亚硫酰氯电池电解液中达到饱和，接着搅拌物料4~8小时，过滤残余锂箔和反应残渣后，制得成品。本发明提供了一种改善锂/亚硫酰氯电池电压滞后性能，并能在低温和中、高倍率放电条件下使用的锂/亚硫酰氯电池电解液材料的制作方法。
文档编号H01M10/058GK102709599SQ20111011062
公开日2012年10月3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