[发明专利]电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池、以及相关的组件及方法。

发明背景

电池或电化学电池是通常使用的电能来源。电池包含通常称作阳极的 负极和通常称作阴极的正极。阳极包含可被氧化的活性材料；阴极包含或 消耗可被还原的活性材料。阳极活性材料能够还原阴极活性材料。

当在装置中使用电池作为电能来源时，阳极和阴极发生电接触，使电 子流过装置，发生各自的氧化和还原反应以提供电能。与阳极和阴极相接 触的电解质包含流过位于电极之间的隔板的离子，从而在放电期间保持电 池整体的电荷平衡。

一种类型的电池包括作为阳极活性材料的碱金属和作为阴极活性材料 的二硫化铁。

发明概述

本发明涉及的电池具有(1)包括碱金属的阳极；(2)包括阴极活性材料 的阴极，所述阴极活性材料选自由下列组成的组：具有式M1_a M2_b S_n的过 渡金属多硫化物，例如二硫化铁，其中M1和M2为过渡金属，a+b为至少 1，n为至少2x(a+b)；和(3)包括环丁砜和1，2-二甲氧基乙烷的电解 质。碱金属优选为锂合金。在过渡金属多硫化物的式中，M1和M2可以为 相同或不同的过渡金属。当M1和M2为相同的过渡金属时，b为零。电池 通常具有良好的安全特性、有限的气体析出和良好的高电流放电性能。电 解质优选包括按体积计1％至30％的环丁砜和按体积计35％至99％的 1，2-二甲氧基乙烷。

优选的是，电解质基本上不含碳酸酯溶剂。所说的基本上不含是指电 解质包含按重量计小于0.5％的碳酸酯溶剂。

电池的实施方案可包括下列一个或多个特征。电解质包括按体积计2％ 至25％的环丁砜和按体积计至少50％或70％的1，2-二甲氧基乙烷。电解 质包括按体积计小于10％(例如，按体积计小于5％、按体积计小于2％、或 按体积计小于1％)的除了环丁砜及1，2-二甲氧基乙烷以外的溶剂。电解质 具有0.2cps至2.5cps的粘度。电解质也包括乙酸乙烯酯(例如，按体积 计0.5％至20％的乙酸乙烯酯)。

在另一方面中，本发明涉及电池，所述电池具有(1)包括碱金属的 阳极；(2)包括诸如二硫化铁等阴极活性材料的阴极，所述阴极活性材料 选自由下列组成的组：具有式M1_a M2_b S_n的过渡金属多硫化物，例如二硫 化铁，其中M1和M2为过渡金属，a+b为至少1，n为至少2x(a+b)；和 (3)包括环丁砜和诸如双(三氟甲磺酰)亚胺锂等锂盐的电解质。

本发明的其它方面涉及上述电池的使用和制造方法。

如本文所用，“环丁砜”包括分子环丁砜以及甲基、乙基和二甲基环 丁砜。

其它特征和优点由发明详述、附图及权利要求将显而易见。

附图概述

图1为非水性电化学电池的一个实施方案的截面图。

发明详述

参见图1，一次电化学电池10包括与负极引线14电接触的阳极12、 与正极引线18电接触的阴极16、隔板20和电解质。阳极12、阴极16、 隔板20和电解质包含在壳体22内。电解质包括作为溶剂的环丁砜和1，2- 二甲氧基乙烷以及至少部分溶解在溶剂体系中的锂盐。电化学电池10还包 括顶盖24和环形的绝缘垫圈26以及安全阀28。

阴极16包括阴极集电器和涂覆到阴极集电器的至少一侧上的阴极材 料。阴极材料包括阴极活性材料，并且也可包括一种或多种导电材料(例 如导电助剂、电荷控制剂)和/或一种或多种粘合剂。