CN101102000B - 锂亚硫酰氯电池电解液及其制备方法 - Google Patents

锂亚硫酰氯电池电解液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锂亚硫酰氯电池的电解液及其制备方法，其不同之处在于在四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中添加质量比为0.5～17.2％磷酸三苯酯，四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液摩尔浓度为0.8mol/L、1.2mol/L或1.6mol/L，制备方法：i)将亚硫酰氯蒸馏，收集75.5℃～76.5℃的馏分；ii)将馏分与四氯铝酸锂混合得四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液；iii)取磷酸三苯酯加到四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中；iv)取锂片加到步骤iii)所得的溶液中，于80℃回流至溶液无色或微黄色，过滤即可。本发明的有益效果在于：锂亚硫酰氯电池使用本发明电解液，可提高锂亚硫酰氯电池的负载电压和改善电池的低温性能，负载电压增加0.05～0.3V。

Description

锂亚硫酰氯电池电解液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于锂亚硫酰氯电池的电解液及其制备方法。
背景技术
随着便携式电子设备的迅速发展，对其应用的高能量密度电池提出愈来愈高的电性能技术要求。锂亚硫酰氯电池具有600Wh·Kg-1的高比能量、10年以上的长储存寿命、1％以下的低年自放电率等电化学性能特点，在各种领域得到广泛的应用。
但锂亚硫酰氯电池在较大电流放电情况下，负载电压下降很快，甚至低于3V，不能满足某些用电器具的工作电压要求，同时锂亚硫酰氯电池的活性物质利用率下降，导致实际比能量降低。
现有技术有通过采用增大电池的阴阳极面积，降低电极的输出电流密度，减小电池的极化，来达到提高电池的负载电压的目的。但较大面积的金属锂电极存在极大的安全隐患，当电池微短路和用户误用时，锂电池极易爆炸和泄漏。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提供一种锂亚硫酰氯电池电解液，通过该电解液提高了锂亚硫酰氯电池的负载电压。
本发明的另外一个目的是提供锂亚硫酰氯电池电解液的制备方法。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：锂亚硫酰氯电池电解液，其不同之处在于在四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中添加质量比为0.5～17.2％磷酸三苯酯，所述的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液摩尔浓度为0.8mol/L、1.2mol/L或1.6mol/L。
本发明的制备方法的技术方案是：锂亚硫酰氯电池电解液的制备方法，其不同之处在于包括以下步骤：
i)将亚硫酰氯蒸馏，收集75.5℃～76.5℃的馏分；
ii)将步骤i)所得亚硫酰氯的馏分与四氯铝酸锂混合得到所需摩尔浓度的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液；
iii)取磷酸三苯酯加入到步骤ii)所得的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中，至全部溶解；
iv)取锂片加入到步骤iii)所得的溶液中，于80℃回流至溶液无色或微黄色，过滤后得锂亚硫酰氯电池电解液。
本发明的有益效果在于：
锂亚硫酰氯电池使用本发明电解液，可提高锂亚硫酰氯电池的负载电压和改善电池的低温性能，负载电压可增加0.05～0.3V。
附图说明
图1为锂亚硫酰氯电池结构图。
图2为本发明实施例1～5及对比例1的锂亚硫酰氯实验电池(型号：ER14505，电池外形尺寸：Φ14.5mm×H50.5mm)放电曲线图，放电制度：20～25℃，100mA恒流放电至2.0V。
图3为本发明实施例1～5及对比例1的锂亚硫酰氯实验电池(型号：ER14505，电池外形尺寸：Φ14.5mm×H50.5mm)放电曲线图，放电制度：-20～-25℃，100mA恒流放电至2.0V。
图4为本发明实施例6～8及对比例2的锂亚硫酰氯实验电池(型号：ER26500，电池外形尺寸：Φ26.2mm×H50.0mm)放电曲线图，放电制度：20～25℃，250mA恒流放电至2.0V。
图5为本发明实施例9～11及对比例3的锂亚硫酰氯实验电池(型号：ER34615，电池外形尺寸：Φ34.3mm×H61.5mm)放电曲线图，放电制度：20～25℃，500mA恒流放电至2.0V。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的制备方法做进一步详细说明。
如图1所示锂亚硫酰氯电池包括：阴极4、阳极3、隔膜1和2、电解液5、电池壳6、电池盖7。其中阴极是由炭材料(阴极活性物质亚硫酰氯在炭材料表面发生电化学反应)和粘结剂聚四氟乙烯组成的多孔电极，阳极为98.5％以上的金属锂箔，隔膜为玻璃纤维毡。
先描述锂亚硫酰氯电池的组装方法：
i)制备锂亚硫酰氯的阴极、阳极、隔膜、电解液。阴极为炭材料和聚四氟乙烯的多孔电极，活性物质为亚硫酰氯。阳极为锂铝合金箔，根据工艺尺寸制备。隔膜分为边隔膜和底隔膜，均为玻璃纤维毡，根据工艺尺寸制备。
ii)阳极滚压在电池壳上后，依次放入底隔膜和边隔膜，再导入阴极，盖电池盖，激光焊或氩弧焊焊接电池壳与盖。
iii)从电池盖预留孔中注入电解液，上小钢钉挤压密封，得到完整高温锂亚硫酰氯电池。
下面再具体描述电解液的制备方法：
i)将亚硫酰氯蒸馏，收集75.5℃～76.5℃的馏分；
ii)据配方将步骤i)所得亚硫酰氯的馏分与四氯铝酸锂混合得到所需摩尔浓度的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液；
iii)取磷酸三苯酯加入到步骤ii)所得的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中，至全部溶解；
iv)取锂片加入到步骤iii)所得的溶液中，于80℃回流至溶液无色或微黄色，过滤后得锂亚硫酰氯电池电解液。
对比例1
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液。
对比例2
电解液为1.2mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液。
对比例3
电解液为1.6mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液。
实施例1
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加0.8％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例2
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加3％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例3
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加7.5％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例4
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加10％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例5
电解液为0.8mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加17.2％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例6
电解液为1.2mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加0.5％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例7
电解液为1.2mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加7.5％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例8
电解液为1.2mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加15％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例9
电解液为1.6mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加3％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例10
电解液为1.6mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加10％(质量比)的磷酸三苯酯。
实施例11
电解液为1.6mol/L四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液，其中再添加17.2％(质量比)的磷酸三苯酯。

Claims (2)

1.锂亚硫酰氯电池电解液，其特征在于在四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中添加质量比为0.5～17.2％磷酸三苯酯，所述的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液摩尔浓度为0.8mol/L、1.2mol/L或1.6mol/L。
2.权利要求1所述的锂亚硫酰氯电池电解液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
i)将亚硫酰氯蒸馏，收集75.5℃～76.5℃的馏分；
ii)将步骤i)所得亚硫酰氯的馏分与四氯铝酸锂混合得到所需摩尔浓度的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液；
iii)取磷酸三苯酯加入到步骤ii)所得的四氯铝酸锂的亚硫酰氯溶液中，至全部溶解；
iv)取锂片加入到步骤iii)所得的溶液中，于80℃回流至溶液无色或微黄色，过滤后得锂亚硫酰氯电池电解液。
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