[发明专利]一种含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池，特别涉及一种高放电容量的含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池。

背景技术

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池是目前已实现化学电源中比能量最高的电池，它具有工作电压高、放电电压平稳(堪与锌银电池相比拟)、比能量高(质量比能量约为同样锌银电池的两倍)、使用温度范围广(可在-40℃～+55℃温度范围内工作)和贮存寿命长(5～10年)等优点。对卫星等航天器来讲，一次电源太重一直是减轻航天器的发射重量，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是以锌银电池作为主电源。我国一些航天、军工电源厂已经生产Li/SOCl₂电池，其中航天电源专业生产厂中国航天科工集团公司梅岭化工厂研制的大容量Li/SOCl₂电池已在某系列返回式卫星上用作温控、湿控等辅助电源。如能以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，而目前使用的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电池更加符合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Li/SOCl₂电池存在着安全性问题、电压滞后和电流输出能力问题，要想用Li/SOCl₂电池取代作为主电源的锌银电池，还需要进一步改善或解决Li/SOCl₂电池的电压滞后问题和安全问题。

电解液中添加BrCl被认为是改善和解决锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的电压滞后和安全性、提高电流输出能力的最有效方法。但对这种含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的研究，还有许多工作需要进行。如储存过程中稳定性问题，提高电池放电容量，提高大电流放电能力等都需要进一步的研究。通过改善碳阴极性能、在锂阳极表面涂覆保护层、电解液的改进等均有利于提高电池的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高放电容量及高工作电压的含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

碳阴极的钝化是影响锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池放电容量的重要原因。在锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池中，可以通过在碳阴极和电解液中加入电催化剂酞菁钴来抑制放电过程中碳阴极的钝化，提高其反应活性，根据催化剂的作用效果和成本因素确定合适的催化剂用量。将表面粗糙的锂片压制在不锈钢表面上作为阳极，将加入质量分数为4％的电催化剂酞菁钴的碳膜为阴极，镍网作为阴极集流体，电解液为含2M BrCl的1M LiAlCl₄/SOCl₂，并加入0～0.5％的电催化剂酞菁钴。

本发明所能达到的技术效果：

通过在电池碳阴极及电解液中添加适量的酞菁钴，改善了碳阴极的多孔性，对LiCl在阴极表面的沉积有较好的抑制作用。交流阻抗谱以及恒流放电曲线表明，碳阴极及电解液中含有酞菁钴使含氯化溴的锂/亚硫酰氯电池的放电容量提高20％以上，工作电压提高0.15V以上，并且其大电流放电能力也有所提高。

附图说明

图1是两种不同的含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的碳阴极交流阻抗谱

图2是两种不同的含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的3mA恒流放电曲线

图3是两种不同的含氯化溴的锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的5mA恒流放电曲线

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明。

实例一：