[发明专利]锂/亚硫酰氯电池碳阴极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备电池电极的方法，更具体的说是涉及一种制备锂/ 亚硫酰氯电池碳阴极的方法。

背景技术

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池是目前化学电源中比能量最高的电池，它工 作电压高、放电电压平稳堪与锌银电池相比、质量比能量约为同样锌银电 池的两倍、使用温度可达-40℃～+55℃、贮存寿命长达5～10年。对卫星 等航天器来讲，一次电源太重一直是提高卫星有效载荷的制约因素。我国 返回式卫星等短周期航天器一直以锌银电池作为主电源，但最近中国航天 科工集团公司梅岭化工厂研制的大容量Li/SOCl₂电池已开始在某系列返回 式卫星上用作温控、湿控等辅助电源。以Li/SOCl₂电池取代锌银电池作为 航天器的主电源，可使航天器电源系统的质量和体积均减小三分之一以上。 此外，Li/SOCl₂电池的湿态存放时间长达5-10年，而锌银电池湿态存放时 间仅几个月，并且锌银电池使用前需要在靶场进行长时间的技术准备，显 然Li/SOCl₂电池更符合现代武器系统的战术技术要求。导弹、卫星等飞行 器使用的一次电源不仅要求比能量高，还需具备较大的输出功率，即电池 要具有一定的脉冲放电能力和高速率放电性能，但是常规的Li/SOCl₂电池 在放电过程中，碳阴极表面因LiCl的沉积而逐渐失去活性，阴极反应阻力 增大，导致电池的电流输出能力下降，存在着安全性问题、电压滞后和电 流输出能力问题，要想用Li/SOCl₂电池取代目前的主电源锌银电池，还需 要进一步改善或解决上述问题，研究发现Li/SOCl₂电池通过改善碳阴极的 质量可以有效提高Li/SOCl₂电池的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂/亚硫酰氯电池碳阴极的制备 方法，其显著提高了锂/亚硫酰氯电池的电化学性能。

本发明的技术方案，a.和粉

乙炔碳黑、重量浓度为60％的聚四氟乙烯水溶液和异丙醇的重量比分别 为22：5：200，酞菁钴配合物的加入量为固体混合物总量的2～10％(重 量)，将各组分混合均匀得到阴极膏状物；

b.碾压成型

将上述混合均匀的阴极膏状物放入对辊机进行多次碾压，制成1～2mm 厚度的膜，裁剪成正极片；

c.真空烘干

将上述裁剪成片的碳阴极放入真空烘箱中在150～300℃下烘干12小时 得到所述锂/亚硫酰氯电池碳阴极。

本发明的有益效果：通过将酞菁钴配合物掺入到锂/亚硫酰氯电池碳阴 极中，酞菁钴配合物既作为电催化剂，又作为造孔剂，从而提高碳阴极的 疏松度，增大碳阴极的表面积，有效降低反应离子和电荷在多孔碳电极的 传输阻力问题，并可提高锂/亚硫酰氯电池的放电容量和工作电压，提高电 池的大电流放电能力。

附图说明

图1是酞菁钴配合物的分子结构图；

图2是两种不同碳膜组装的Li/SOCl₂电池恒流放电曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，a.和粉

乙炔碳黑、重量浓度为60％的聚四氟乙烯水溶液和异丙醇的重量比分别 为22：5：200，酞菁钴配合物的加入量为固体混合物总量的2～10％(重 量)，将各组分混合均匀得到阴极膏状物；

b.碾压成型

将上述混合均匀的阴极膏状物放入对辊机进行多次碾压，制成1～2mm 厚度的膜，裁剪成正极片；

c.真空烘干

将上述裁剪成片的碳阴极放入真空烘箱中在150～300℃下烘干12小时 得到所述锂/亚硫酰氯电池碳阴极。

[实施例1]

(1)和粉

乙炔碳黑(电池级)：0.88g

聚四氟乙烯乳液(60％水溶液)：0.2ml

异丙醇(分析纯)：8ml

酞菁钴配合物：0.042g(质量比4％)

按照比例称取聚四氟乙烯乳液放入玛瑙坩锅中，再称取乙炔碳黑和酞菁钴 放入其中，加入8ml异丙醇作为溶剂，搅拌混合均匀形成碳阴极膏状物。

(2)碾压成型