CN102110850B - 锂-二硫化铁电池 - Google Patents

锂-二硫化铁电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102110850B
CN102110850B CN201110031238.7A CN201110031238A CN102110850B CN 102110850 B CN102110850 B CN 102110850B CN 201110031238 A CN201110031238 A CN 201110031238A CN 102110850 B CN102110850 B CN 102110850B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
fes
lithium
positive electrode
electrode active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110031238.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102110850A (zh
Inventor
张清顺
赵洋
常海涛
林建兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Nanping Nanfu Battery Co Ltd
Original Assignee
Fujian Nanping Nanfu Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Nanping Nanfu Battery Co Ltd filed Critical Fujian Nanping Nanfu Battery Co Ltd
Priority to CN201110031238.7A priority Critical patent/CN102110850B/zh
Publication of CN102110850A publication Critical patent/CN102110850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102110850B publication Critical patent/CN102110850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂-二硫化铁电池，其中，该电池使用FeS2作为正极活性材料，且所述正极活性材料包含至少50重量%的立方体p型FeS2。当使用本发明的电池进行放电时，可实现长期的高功率放电输出，从而尽可能地达到预定的放电容量。

Description

锂-二硫化铁电池
技术领域
本发明涉及一次锂电池领域，特别是，涉及使用二硫化铁（FeS2）作为正极活性材料的锂-二硫化铁（Li/ FeS2）电池。 
背景技术
在电池行业，锂电池由于具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等优点，已受到越来越多人的关注与重视。在过去的十几年中，锂电池已经在一次（不可充电）和二次（可充电）电池市场中占据了主导地位，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑以及数码相机等便携式电子设备中。 
在锂电池中，锂-二硫化铁电池是一种以FeS2为正极活性材料、以金属Li为负极活性材料并以有机电解液为电解液的一次电池。该一次电池的电压可以达到1.5 V，因此可以替代现在常用的碱性电池而作为普通消费电子设备的便携能源进行使用。此外，该一次电池还具有比碱性电池高得多的放电比容量，且低温性能好、安全性好、重量轻，因此其作为新一代的高功率电池，正越来越受到人们的欢迎，市场前景非常广阔。 
然而，锂-二硫化铁电池的性能目前还不尽如人意，特别是，在电池容量一定且采用高功率放电的情况下，其放电电压会随时间而快速衰减，这导致无法长时间地维持日常可用的电压，进而导致其理论放电容量在实际使用时无法全部实现，即无法进行长时间的高功率输出。 
为了进一步提高锂-二硫化铁电池的性能，需要对锂-二硫化铁电池的电极材料特别是作为正极活性材料的二硫化铁进行研究和开发。 
作为Li/ FeS2电池中的FeS2，其既可取自天然黄铁矿、白铁矿，亦可通过电沉积方法、水热法等合成方法人工合成，还可通过各种改性的方法获得改性FeS2。 
尽管人工合成或改性的FeS2理论上可具有相对于天然黄铁矿更好的性能，但因成本高昂，目前尚未大规模产业化。 
与此同时，由于黄铁矿广泛地存在于自然界中，目前已在锂-二硫化铁电池领域获得商业应用。已知天然黄铁矿晶体结构包括立方体型、五角十二面体型以及少量的八面体型等等。此外，黄铁矿作为一种半导体矿物，如按导电类型分类，还可分为p型、n型和np中间型。由于各种晶体结构、导电类型对电化学特性的影响尚不明确，出于成本的考虑，锂-二硫化铁电池产业上往往将采购的黄铁矿经过简单的筛选、粉碎等选矿工艺而直接应用。
为了提高Li/FeS2电池高功率输出性能(即，长期输出高功率的性能)，有人提出，降低FeS2的粒度(如降至10μm以下)，以增大正极活性材料的比表面积，从而提高其表面活性，促进大电流工作条件下的电子转移。然而，将黄铁矿粉碎至如此小的粒径，在实际应用时并不容易，而且粒度过小的FeS2粉体在空气中更容易发生氧化，进而容易发生燃烧或爆炸，这对安全生产来说是不利的。 
如上所述，已商用的Li/FeS2电池的电化学性能往往不能充分发挥FeS2正极活性材料的理论优势，无法获得理论上的高功率输出。 
因此，目前亟需一种Li/FeS2电池，该电池应能长时间维持一定水平的放电电压，尽可能地实现既定的放电容量，并保持相对于合成或改性材料的成本优势，以满足商业化一次电池的实际需求。 
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。 
基于上述技术问题，本发明提供了一种可在预定的电池放电容量条件下实现长时间高功率输出的Li/FeS2电池。具体地说，发明人采用特定的FeS2晶体作为一次电池的正极活性材料，从而完成了本发明。 
如上所述，天然黄铁矿晶体结构包括立方体型、五角十二面体型以及少量的八面体型等等。尽管本领域技术人员知道正极材料FeS2的晶体结构有可能对其电化学特性产生影响，然而，FeS2的晶体结构与其电化学特性之间的确切关系目前尚不清楚。换言之，在本发明作出之前，本领域技术人员不知道该如何选择FeS2的晶体结构以使所得的电池获得所需的电化学性能，特别是，不知道该如何选择FeS2的晶体结构以在高功率放电的工作条件下更持久地维持一定水平的放电电压。 
然而，本发明的发明人通过不懈的努力，终于发现，采用具有特定的晶体结构的FeS2作为正极活性材料时，可获得持续更久的高功率输出，从而解决了上述问题。 
具体地说，本发明提供了一种锂-二硫化铁（Li/FeS2）电池，该电池使用FeS2作为正极活性材料，且所述正极活性材料包含至少50重量%的立方体p型FeS2。 
在优选的情况下，所述正极活性材料可包含至少99重量%的立方体p型FeS2。 
在优选的情况下，所述立方体p型FeS2的平均粒径可以是大于20μm且小于等于35 μm。 
当使用本发明的电池进行放电时，可实现长期的高功率放电输出，从而尽可能地达到预定的放电容量。换言之，本发明的电池可在不增加活性材料用量的前提下，尽可能地实现理想的放电容量。另一方面，本发明的电池所用的正极活性材料可采自富集立方体p型FeS2的天然黄铁矿，因此相对于使用合成FeS2的Li/FeS2一次电池，具有明显的成本优势。 
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中： 
图1是实施例和比较例所制备的Li/FeS2电池的输出特性曲线。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。 
如上所述，本发明提供了一种Li/FeS2电池，该电池使用FeS2作为正极活性材料，且包含至少50重量%的立方体p型FeS2。该立方体p型FeS2可以从天然黄铁矿中分离得到，也可以通过目前公知的合成方法获得。无论是分离还是合成，其晶体结构如下：Fe原子与6个S原子以八面体配位的形式发生络合，而S原子与周围的3个Fe原子和一个S原子以四面体配位的形式发生键合；立方体型晶体的晶格常数为0.5418nm，110平面上两个Fe原子间的距离为0.382nm，Fe原子与001面S原子对的中心间距离为0.27nm，在111轴上两个S原子间距离为0.206nm。换言之，该立方体型FeS2是现有结构已知的FeS2晶体，其具体获得方法不对本发明构成限制。不过，为了降低电池成本，本发明优选从天然黄铁矿中分离获得上述立方体p型FeS2，具体地说，可以选取现有已知的富集立方体型FeS2的黄铁矿进行分离，以提高分离效率，更优选的是，选取现有已知的富集p型立方体型FeS2-的黄铁矿进行分离。这样的天然黄铁矿可以是尚未商品化的，也可以是市售产品，例如产地为广东云浮或安徽铜陵的黄铁矿。无论如何，原料来源不构成对本发明保护范围的限制，因为，即使原料来源不是富集p型立方体型FeS2的黄铁矿，只要能分离出立方体p型FeS2，都可以实现本发明的技术效果。 
上述晶型分离方法也不受特别限制，可包括破碎、筛分、重选、热处理、浮选、药剂洗涤、精密分级等等步骤，该分离方法是公知的，在此不再赘述。 
以上合成或分离所得的立方体p型FeS2可直接用作本发明一次电池的正极活性材料，其纯度不受特别限制。 
作为本发明的电池所用的正极活性材料，可采用混合型FeS2，即包含一定比例的立方体p型FeS2和经过普通选矿工艺获得的FeS2（含多种晶型）。实践证明，只要最终制得的正极活性材料中立方体p型FeS2的含量比例在50重量%以上，所得的Li/FeS2电池即可实现理想的高功率输出。就此而言，最终使用的正极活性材料可以是对天然黄铁矿实施上述晶型分离工艺后获得的产物，也可以是将所述晶型分离工艺的产物与经过普通选矿工艺获得的FeS2混合而形成的混合物。无论如何，为了获得良好的高功率输出性能，其中立方体p型FeS2的重量比例应在50%以上，更优选在80%以上，进一步优选在90%以上，更进一步优选为99%以上，特别优选为约100%，即基本采用立方体p型FeS2。当立方体p型FeS2在正极活性材料中的重量比例不到100%时，该活性材料中的其他组分可以是例如五角十二面体型FeS2、八面体型FeS2或其他晶型的FeS2以及黄铁矿中原有的杂质或由上述选矿、晶型分离等步骤带入的常见杂质。当然，也可以加入其他正极活性材料，一同组成适用于本发明的一次电池的正极活性材料。 
上述正极活性材料的粒度可以采用作为电池活性材料的普通FeS2常用的粒度范围（例如5-35 μm），而不受限制。不过，如上所述，本领域技术人员知晓，粒度越小，则活性材料的表面积越大，因而其使用效率越高，越有利于改善高功率输出性能，因此，为了提高高功率输出性能，优选粒度越小越好。然而，过小的粒度将导致安全性降低，即容易发生爆炸等安全事故，而且也不利于节省粉碎成本。因此，在本发明中，如果为了确保安全性，在优选的情况下，该粒度范围（体积平均粒径）可以是大于20 μm且小于等于35 μm，例如大于20 μm且小于等于26 μm，这样，可以在确保安全的情况下，获得与现有的粒度更小（例如10um以下）的普通FeS2相当的高功率输出性能且不损失放电容量，而且可以显著降低成本。换言之，作为本发明上述技术方案的技术效果之一，当使用立方体p型的FeS2材料作为主要的正极活性材料时，可以使锂电池的高功率输出性能在颗粒较大的条件下得以实现，从而可以避免使用小粒度活性材料时容易发生的安全事故。 
除了选择上述特定的正极活性材料之外，本发明的Li/FeS2电池可采用普通的Li/FeS2电池结构，即，以FeS2为正极活性材料、以金属Li为负极材料并以有机电解液为电解液，然后在正极和负极之间插入隔膜。作为获得这种电池结构的制备方法，可采用本领域公知的方法，例如，将以上所述的FeS2粉末（含至少50重量%的立方体p型FeS2）与导电剂（如石墨、乙炔黑等）混合均匀，与含溶剂的粘结剂（如PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、SEBS(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)等）一起搅拌以制成正极浆料，再将正极浆料均匀涂覆在导电基材（如金属箔带、金属网等）上，经烘干去除溶剂后，再将其辊压到一定厚度，分切成制作电池所需要的尺寸，干燥去除水分后得到正极片。在所述正极浆料中，基于干物质总重量，FeS2粉末可以为80%-97重量%；石墨可以为1%-10重量%；乙炔黑可以为0.1%-5重量%；粘结剂可以为1%-10重量%。 
作为本发明的锂一次电池的负极，可选用金属Li或Li与其他金属的合金箔带。 
该一次电池的电解液可以通过将Li盐溶解于有机溶剂中而得到。所述的Li盐可以优选为LiI(碘化锂)、LiTFS(三氟甲基磺酸锂)、LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)、LiBr(溴化锂)、LiClO4(高氯酸锂)、LiPF6(六氟磷酸锂)等中的一种或多种，所述有机溶剂可以优选为PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)、DME(1,2-二甲氧基乙烷)、DX(二氧戊环)、环丁砜等中的一种或多种，必要时还可以加入添加剂（如嘧啶、DMI(3,5-二甲基异噁唑)等）。为了获得最好的性能，本发明中，优选使用通过将LiTFSI溶解于二氧戊环和环丁砜的混合溶剂并添加作为添加剂的嘧啶而形成的电解液以及通过将LiI溶解于1,2-二甲氧基乙烷和二氧戊环的混合溶剂并添加3,5-二甲基异噁唑而形成的电解液。作为特别优选的实例，LiTFSI体系中，二氧戊环和环丁砜可按照重量比3：1进行混合，并可添加800ppm-2000ppm（基于溶液总重量）的嘧啶，LiTFSI盐的含量可为约20%重量；LiI体系中，二氧戊环和1,2-二甲氧基乙烷可按照重量比2：1混合，添加2000ppm 的3,5-二甲基异噁唑，LiI浓度可以约为9%重量。 
作为本发明的一次电池的隔膜，可以为微多孔膜，一般为PE (聚乙烯)、PP(聚丙烯)或其组合，典型地，可以直接使用Celgard公司的隔膜，如型号为Celgard2400、Celgard2500等的隔膜。 
然后，可将上述正极片、隔膜、负极片和隔膜依次叠加并卷绕而形成电芯，将电芯放入电池壳体后加入所述电解液，封口，放电预处理，清洗后得到本发明的Li/ FeS2电池。 
本发明的Li/ FeS2电池还可以采用其他公知的制备方法制成，其制备方法不构成对本发明的保护范围的限制。 
根据发明人的实践，与现有的Li/FeS2电池相比，在同一正极活性材料使用量下，本发明的Li/ FeS2电池可获得更长时间的高功率输出。具体地说，与现有的电池相比，在恒功率放电条件下放电时，本发明的电池能够持续提供更长时间的输出。 
实施例
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。需要注意的是，这些实施例不构成对本发明保护范围的限制。 
实施例1 
正极片的制作
使用购自广东省云浮硫铁矿集团生产的锂电池级FeS2作为本实施例的正极活性材料。该产品中含有99重量%的立方体p型FeS2（本申请的实施例中的晶体结构均由普通X射线衍射仪确定，导电类型及其含量均由半导体导电型号鉴别仪鉴定得出）。其体积平均粒径为23um。将该材料与已粉碎的石墨、乙炔黑等导电材料混合均匀以形成正极粉料。将混合好的正极粉料与制作好的粘结剂一起搅拌以形成浆料，其中粘结剂是通过将SEBS（由Kraton公司生产的G1651共聚物）溶解在有机溶剂中而制得的，有机溶剂为从Shell公司购得的Shell A100（芳香烃类溶剂）和Shell OMS（异链烷烃）按照重量比3.5：6.5组成的混合溶剂。最终获得的正极浆料的干物质中，FeS2、石墨、乙炔黑和SEBS的重量比例如下：
FeS2：86重量%（其中含99重量%的立方体p型FeS2）
石墨：8重量%
乙炔黑：2重量%
SEBS：4重量%
正极浆料形成后，使用涂覆工艺将该浆料涂覆在0.020mm金属Al箔上，烘干去除其中的溶剂，再辊压到0.150mm（正极片总厚度），分切成指定尺寸的正极片，烘干去除其中吸收的水分后待用。
AA电池(即所谓的5号电池)的制作 
使用普通锂金属带作为负极片，以Celgard公司生产的Celgard2400作为隔膜，将正极片、隔膜、负极片和隔膜依次叠加并卷绕成电芯，放入普通AA圆柱形电池壳体后加入锂电池用有机电解液（LiTFSI体系，其中，二氧戊环和环丁砜按照重量比3：1进行混合，并添加有1000ppm的嘧啶，LiTFSI盐的含量为约20%重量（基于溶液总重量）），封口，以1200mA 的恒电流放电模式放电处理6分钟。搁置约3天以上待电池开路电压恢复到1.75V以上时进行测试。此电池命名为A1。测试采用高功率放电的方式按以下条件进行：使用数码相机用电方式，即按ANSI DCAM Std的要求，一直放电到0.9V，具体放电方式为“1500mW/650mW 2s On/28s Off，5m/h to 0.9V”。考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果如表1所示。ANSI DCAM是ANSI标准中测试电池采用数码相机放电方式时的放电性能的标准,其为典型的高功率恒定放电。按下快门瞬间（闪光）功率大概为1500mW；不拍照仅通过液晶屏浏览照片时的功率约为650mW。
实施例2 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2含80重量%的立方体p型FeS2(购自铜陵市华建矿产品有限责任公司)，其余基本为五角十二面体型的FeS2(由安微富德化工提供)。
所得电池命名为A2。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。 
实施例3 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2含50重量%的立方体p型FeS2（由广东云浮硫铁矿集团提供），其余基本为五角十二面体型的FeS2（由安微富德化工提供）
所得电池命名为A3。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。
比较例1 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2含45重量%的立方体p型FeS2（由广东云浮硫铁矿集团提供），其余基本为五角十二面体型的FeS2（由安微富德化工提供）。
所得电池命名为B1。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。 
比较例2
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2含25重量%的立方体p型FeS2(由广东云浮硫铁矿集团提供)，其余基本为五角十二面体型的FeS2(由安微富德化工提供) 。
所得电池命名为B2。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。 
比较例3 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2基本为五角十二面体型的FeS2（由安微富德化工提供）。
所得电池命名为B3。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。 
比较例4 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，正极粉料中FeS2基本为立方体n型的FeS2（由安微富德化工提供）。
所得电池命名为B4。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表1。 
表1 
电压/V 1.3V 1.2V 1.1V 1.05V 1.0V 0.9V
样品A1（99%） 262 502 649 677 689 709
样品A2（80%） 250 501 642 677 696 712
样品A3（50%） 233 485 633 658 677 696
样品B1（45%） 110 267 487 555 578 603
样品B2（25%） 72 240 443 522 553 585
样品B3（0%） 64 131 372 552 618 665
样品B4（0%） 127 259 453 563 590 618
表1中与样品同列的百分比为立方体p型FeS2在正极活性材料中所占的重量比例，其中，如上所示，样品B3和样品B4均未在正极活性材料中使用立方体p型FeS2，不同的是，B3使用了五角十二面体型的FeS2，而B4使用了99重量%的立方体n型的FeS2作为其正极活性材料。
图1显示了由表1中所示的数据绘制的曲线。 
一般地说，1.05V是第一截止电压，这是保证数码相机能够正常拍照（加闪光灯开启）的工作电压。0.9V为第二截止电压，这是保证数码相机能正常开/关机（包括开机、镜头伸缩等的需要）的电压。因此，对应这两个电压的脉冲放电次数可说明该电池能否在用于数码拍照时取得长期高功率输出的技术效果。 
由表1数据可以看出本发明的电池的优点，即，在第一截止电压和第二截止电压以上具有更多的脉冲放电次数，换言之，在恒功率放电条件下，可实现长期的高功率输出。 
实施例4 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，将正极粉料中FeS2的体积平均粒径改成15μm。
所得电池命名为A4。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表2。 
实施例5 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，将正极粉料中FeS2的体积平均粒径改成33μm。
所得电池命名为A5。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表2。 
实施例6 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，最终获得的正极浆料的干物质中，FeS2、石墨、乙炔黑和SEBS的重量比例如下：
FeS2：80重量%（其中含99重量%的立方体p型FeS2）
石墨：10重量%
乙炔黑：5重量%
SEBS：5重量%
所得电池命名为A6。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表2。
实施例7 
采用如实施例1所示的方式制备AA电池，不同之处在于，最终获得的正极浆料的干物质中，FeS2、石墨、乙炔黑和SEBS的重量比例如下：
FeS2：97重量%（其中含99重量%的立方体p型FeS2）
石墨：1重量%
乙炔黑：1重量%
SEBS：1重量%
所得电池命名为A7。同样按实施例1所示方式进行放电，考察各电压阶段电池所达到的脉冲放电次数。其结果列于表2。
表2 
电压/V 1.3V 1.2V 1.1V 1.05V 1.0V 0.9V
样品A1 262 502 649 677 689 709
样品A4（15μm） 285 521 663 689 695 713
样品A5（33μm） 253 496 635 657 678 696
样品A6（80%） 244 464 592 622 640 659
样品A7（97%） 278 522 671 718 734 738
表2中与样品同列的为FeS2的体积平均粒径或FeS2在正极浆料的干物质中所占的重量比例。
如表2所示，当FeS2的体积平均粒径变小时，由于活化度更高，所以放电性能更好；FeS2的体积平均粒径变大时，尽管放电性能略有下降，但可确保生产过程中的安全性，且能降低粉碎成本，同时也能在恒功率放电条件下实现一定时间的高功率输出。当FeS2的总用量较少时，电池的总理论容量也较少，所以放电次数相应地减少，但是，如果使用了立方体p型的FeS2材料，可以使得电池性能维持在较高的电压上。同样地，增加FeS2的含量，会增加电池容量，提高放电性能。 
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。 

Claims (8)

1.一种锂-二硫化铁电池，其中，该电池使用FeS2作为正极活性材料，且所述正极活性材料包含至少50重量％的立方体p型FeS2，所述正极活性材料的体积平均粒径为大于20μm且小于等于26μm，并且所述电池在封口后经过放电预处理。 
2.如权利要求1所述的电池，其中，该电池的正极活性材料包含至少99重量％的立方体p型FeS2。 
3.如权利要求1所述的电池，其中，该电池的正极活性材料包含至少80重量％的立方体p型FeS2。 
4.如权利要求1所述的电池，其中，所述电池的正极涂覆有包含所述正极活性材料的正极浆料；而且在所述正极浆料的干物质中，所述正极活性材料占80重量％-97重量％。 
5.如权利要求1所述的电池，其中，所述电池的电解液为使用有机溶剂溶解锂盐而形成的有机电解液。 
6.如权利要求5所述的电池，其中，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、1，2-二甲氧基乙烷、二氧戊环和环丁砜中的一种或多种。 
7.如权利要求5所述的电池，其中，所述锂盐选自碘化锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂中的一种或多种。 
8.如权利要求5所述的电池，其中，所述电池的电解液是以双三氟甲烷磺酰亚胺锂为所述锂盐，以二氧戊环和环丁砜的混合溶剂为所述有机溶剂，并添加嘧啶而形成的电解液；或是以碘化锂为所述锂盐，以1，2-二甲氧基乙烷和二氧戊环的混合溶剂为所述有机溶剂，并添加3，5-二甲基异噁唑而形成的电解液。 
CN201110031238.7A 2011-01-28 2011-01-28 锂-二硫化铁电池 Active CN102110850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110031238.7A CN102110850B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 锂-二硫化铁电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110031238.7A CN102110850B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 锂-二硫化铁电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102110850A CN102110850A (zh) 2011-06-29
CN102110850B true CN102110850B (zh) 2014-07-16

Family

ID=44174926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110031238.7A Active CN102110850B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 锂-二硫化铁电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102110850B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784818A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种高功率软包装锂二硫化铁电池的制备方法
CN109428075A (zh) * 2017-08-26 2019-03-05 深圳格林德能源有限公司 一种高压实密度镍钴锰酸锂正极片柔韧性的改善工艺
CN111987308B (zh) * 2020-08-11 2023-01-24 中国科学院物理研究所 一种可充镁电池正极材料及其制备方法和应用
CN117441245A (zh) 2022-01-04 2024-01-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种锂离子二次电池、电池模块、电池包和用电装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050112462A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Marple Jack W. High discharge capacity lithium battery
US20050233214A1 (en) * 2003-11-21 2005-10-20 Marple Jack W High discharge capacity lithium battery
US7510808B2 (en) * 2004-08-27 2009-03-31 Eveready Battery Company, Inc. Low temperature Li/FeS2 battery
CN100484667C (zh) * 2007-01-23 2009-05-06 李青海 一种制备高能锂铁电池电极材料黄铁矿粉的方法
US8076028B2 (en) * 2008-04-16 2011-12-13 The Gillette Company Lithium cell with cathode including iron disulfide and iron sulfide
US20090317725A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-24 Zhiping Jiang Lithium cell with cathode containing iron disulfide

Also Published As

Publication number Publication date
CN102110850A (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hao et al. Toward high‐performance hybrid Zn‐based batteries via deeply understanding their mechanism and using electrolyte additive
CN109980219B (zh) 全梯度镍钴锰正极材料、氧化钌包覆材料及其制备方法
Kasnatscheew et al. Learning from overpotentials in lithium ion batteries: a case study on the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM) cathode
Hassoun et al. Advances in anode and electrolyte materials for the progress of lithium-ion and beyond lithium-ion batteries
CN104919629B (zh) 锂离子二次电池
US20040137327A1 (en) Synthesis of carbon/silicon composites
CN104810550A (zh) 一种含功能添加剂的锂离子电池的制备方法
Liang et al. Analysis of high rate performance of nanoparticled lithium cobalt oxides prepared in molten KNO3 for rechargeable lithium-ion batteries
Ghosh et al. Improved electrochemical performance of Li2MnSiO4/C composite synthesized by combustion technique
TW201712928A (zh) 用於可充電固態鋰離子電池組的陰極材料
EP3767709A1 (en) Positive electrode composition for lithium ion secondary cell, positive electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell
CN107732193B (zh) 一种应用核壳结构高镍正极材料的全固态锂电池及其制备方法
CN105742703A (zh) 一种含二氟草酸硼酸锂添加剂的高压功能电解液及其制备与应用
CN102110850B (zh) 锂-二硫化铁电池
CN102110802B (zh) 向电池的壳体内注入电解液的方法
CN105006555A (zh) 一种金属锡掺杂复合钛酸锂负极材料的制备方法
CN105470473A (zh) 正极活性材料及二次电池
CN107240693A (zh) 磷掺杂硅‑石墨复合材料及含有其的负极材料和锂离子电池
CN103367735B (zh) 一种镁二次电池负极材料及其应用
KR20190088889A (ko) 비수 전해액의 제조 방법, 비수 전해액 및 비수 전해액 이차 전지
CN112038609A (zh) 一种用磷酸铁锂表面修饰尖晶石型镍锰酸锂正极材料及其制备方法
CN105633464A (zh) 一种含硼酸三甲酯添加剂的高压功能电解液及其制备与应用
JP2001243951A (ja) 非水系電解質二次電池用正極活物質および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池
CN102280635B (zh) Co3O4-C复合材料及其制备方法和锂电池及其负极
EP4394969A1 (en) Electrochemical apparatus and electronic apparatus including same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant