[发明专利]碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法

说明书

本发明涉及一种碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法。本发明属于锂一次电池技术领域。碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法，采用含有碳纳米管的导电胶为导电剂，正极浆料的正极材料、导电剂、粘结剂质量比为90～97.5:6～0.5:4～2，浆料溶剂为去离子水或N‑甲基吡咯烷酮，浆料固含量为30～50wt％。制备过程为：先将浆料固体粉末在混合机中搅拌混合，加入溶剂，低速搅拌30～70转/分钟和高速分散2000～5500转/分钟，搅拌时间为5～8小时；搅拌3～5小时时，加入碳纳米管导电胶；加入粘结剂，搅拌30～60分钟，得到锂氟化碳电池用正极浆料。本发明具有操作简单，方便快捷，适用于大规模生产等优点，大幅提升锂氟化碳电池大电流放电能力和能量密度等电化学性能。

技术领域

本发明属于锂一次电池技术领域，特别是涉及一种碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法。

背景技术

锂氟化碳电池是目前比能量最高的一次电池体系,具有安全性好、可长时间带电贮存、无需维护和激活的优点，广泛应用于陆、海、空、天、电各领域。

在锂氟化碳电池放电过程中，极片的电阻占内阻的比例高达到80～90％，使得电极的导电性将影响其能量的输出，尤其是在大电流放电过程中。较大的电极内阻将加剧极化作用，降低电压平台，最终导致电池放电容量及能量的降低。电极极片的导电性与活性物质的性质、导电剂的种类及添加量、制备工艺相关。此外，极片较大的内阻还会使更多的化学能以热量的形式释放出来，从而造成对电池安全性的影响。

另一方面，目前锂氟化碳电池的应用领域正在逐渐扩大，需要电池能够在恶劣的条件下发挥出较好电化学性能的场合愈来愈多。这对锂氟化碳电池的高温和低温性能提出了更高的要求。研究表明，锂原电池的高低温性能与电解液和正极有关，尤其是在低温环境下正极极片的导电性能对电池性能影响较大。

基于以上分析，除了对正极活性物质通过改性、包覆和掺杂，以增强颗粒本身的电子和离子导电性外，还可考虑依靠选择适宜的导电剂种类与添加量，提高极片的导电性。导电剂可在活性物质颗粒表面和间隙均匀分布，提高颗粒间的电子导电性；同时良好的导电剂结构也有利于电解液在正极中的渗透，从而提高离子导电率。

电池行业常用的导电剂种类包括炭黑类、石墨类或碳纳米纤维类等，可以提高正极活性物质之间以及正极活性物质与集流体之间的导电特性。炭黑类导电剂(如乙炔黑、SUPER P、碳纤维等)及石墨类导电剂(如KS-6、KS-15)成本低，但导电性能较差，往往需要加入较大量才能起到较好的导电效果，因导电剂本身并不具有电化学活性，反而最终降低了电池的比能量。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法。

碳纳米管由于其具有优异的力学、热学及电学性能，逐渐引起了科技工作者的关注，其制备、表征及应用的报道逐年递增。碳纳米管因具有一定的长径比结构而使其导电能力优异，可通过在活性物质颗粒间搭建导电网络进行电子传导，同时能有效减少导电剂的加入比例，有利于提高最终电池的比能量。

本发明的目的是提供一种能提升电池大电流放电能力和能量密度，改善电池高低温性能，拓宽锂氟化碳电池应用领域，改善电池安全性，具有操作简单，方便快捷，适用于大规模生产等特点的碳纳米管为导电剂的锂氟化碳电池用正极浆料制作方法。

本发明新型锂氟化碳电池浆料的制作方法，采用含有碳纳米管的导电胶为导电剂，通过优化的导电剂含量，最终制备出导电性能较好的正极极片。