[发明专利]一种高容量锂亚硫酰氯能量型电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高容量锂亚硫酰氯能量型电池及其制备方法，其中高容量锂亚硫酰氯能量型电池，其特征在于：所述负极锂片内设有紧贴侧面隔膜、由颗粒料压紧形成的筒状的正极碳环，所述正极碳环内设有用于填充电解液的空腔，所述正极碳环内壁紧贴设有集流体，所述正极碳环顶部设有与集流体配合避免颗粒料泄露的面膜组件，所述集流体与正极盖组连接。本发明中带开口的环形集流体极易安装，正极球料压装成正极碳环，集流体装配时挤压使外径变小后装入正极碳环内，集流体由于材料具有一定弹性，回弹后集流体外壁与正极碳环良好贴合，不会对正极碳环内壁造成损伤，同时降低内阻，确保电池使用后期内阻增幅较小。

技术领域

本发明涉及锂亚硫酰氯电池，具体地指一种高容量锂亚硫酰氯能量型电池及其制备方法。

背景技术

锂亚硫酰氯电池是以金属锂为负极，液态亚硫酰氯同时作为正极活性物质和电解液、以LiAlCl₄为电解质盐、以多孔碳为正极导电体和反应场所的电化学体系电源。其中，SOCl₂既为反应物质又为非水无机溶剂，溶解LiAlCl₄等添加剂后的溶液为无机电解液，该体系的电池为所有电池中比能量最高的电池，其总反应机理为： 4Li+2SOCl₂→4LiCl+S+SO₂；由于生成了不溶解的固体产物LiCl和 S。

现有电池以较小电流或额定电流放电，尤其是大型号的电池，其输出容量通常达不到预期效果，比如ER34615H电池，100mA放电可以达到14AH，而以10mA或2mA的电流放电时，其输出容量也只有15AH左右，因此这种高容量电池并没有体现出其高容量的特性。即使在电池的理论设计中，正极活性物、正极导电物以及负极活性物均按理论设计并给了足够的余量，但输出容量实际上并未达到理想值。其主要原因是：正负极活性物反应效率不够，利用率低造成，尤其是电池在容量输出的后期，由于电解液的相对不足，造成内部离子流动能力变差，浓差内阻增大，电池正极由于锂的消耗而膨胀以至于集流网与正极接触逐渐变差，造成电流越小时容量的输出能力还不如大电流的输出能力和中等电流小输出容量也不高；或部分区域负极锂由于电解液的减少成为“死锂”，不能继续进行反应；且反应的不充分性造成电池容量一致性差。

其次，由于电池在实际使用时绝大多数情形为平躺放置，现有设计产品平躺放电容量均不如直立朝上放电容量，从而造成大量设备达不到预期或设计的使用寿命，导致大量设备停止工作，并且无法找到根本原因。现有设计产品设计较为简单，电池在直立朝上使用过程中电解液的液面逐渐下降，完全靠正极、隔膜的吸附能力将电解液吸附到上端正负极区域进行反应，如果电池平躺时，电池有相当部分区域的正负极都需要依靠正负极的吸附将电解液吸附进入参与反应。目前的产品，平躺放电容量只有直立朝上放电容量的 70～80％，电流越大，该比例值越小。

公开号为CN 108711628 A的中国发明专利公开了高活性物利用率的锂亚硫酰氯电池及其制作方法，锂片滚压紧贴壳体内壁，环形的电池芯体外壁紧贴锂片，电池芯体形成的腔体内装有电解液。正极集流条仅在电池芯体的上端与芯柱焊接，这就导致了： 1.集流条两端均需焊接，安装工艺复杂，2.无法深入正极材料内部将电流尽可能收集，当电解液液面下降电池平躺，特别是正极集流条位于液面上方时，电流收集效率差；3.锂片会在后期消耗，造成与电芯间接触不良，造成电池的内阻大幅增加。

因此，需要开发出一种结构简单、集流效果好、电池内阻后期增幅小、放电均匀、平躺放电容量不低于直立朝上放电容量的高容量锂亚硫酰氯能量型电池及其制备方法。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、集流效果好、电池内阻后期增幅小、放电均匀、平躺放电容量不低于直立朝上放电容量的高容量锂亚硫酰氯能量型电池及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种高容量锂亚硫酰氯能量型电池，包括壳体、壳体顶部的正极盖组、紧贴壳体内壁的环形的负极锂片，壳体底部设有圆形的第一底膜和碗状的第二底膜，负极锂片内壁紧贴设有侧面隔膜，