CN103972512A - 一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，包括如下步骤：预制FeS2粉料能通过180~250目的筛网；将导电添加剂通过间歇式搅拌磨的方法添加到预制的FeS2粉料中。本发明通过间歇式搅拌磨的将导电添加剂添加到正极活性材料FeS2粉料中，可以使导电添加剂更加均匀分布于FeS2颗粒间，导电添加剂与FeS2接触更充分，电子传递更通畅，可以使制得的正极材料表现出更好的电导性，放电平台更高，性能更加优异。

Description

一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法
技术领域：
本发明涉及锂电池材料加工技术领域，尤其涉及一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法。
背景技术：
锂电池由于其显著的优点，如能量密度高，工作温度宽，寿命长等，被广泛应用在一次和二次电池市场中。在锂电池的开发和研究中，锂电池的电极材料，特别是正极材料，成为最重要的组成部分之一，因为锂电池的特性从本质上来说是由电池采用的电极材料所决定的。
锂-硫化铁电池是由活性材料FeS2、导电添加剂和粘结剂组成正极，以锂金属或基于锂金属的合金为负极，采用有机溶剂和无机盐作为电解质的锂电池；其额定电压1.5V，与传统1.5V水溶液电池（如Zn/HgO、Zn/Ag2O、Zn/MnO2电池等）可互换使用，在能量密度、大功率特性、储存寿命等方面性能优良。FeS2的自然储备丰富、环境友好，其在有机电解质中的溶解度较低，且能够保持较高的电化学反应活性。活性材料FeS2是半导体,电导率低,导电性较差,不加任何导电添加剂的FeS2其利用率只能发挥50%左右。一般加入导电添加剂以加速电子的传递,同时也能有效提高离子在电极材料中的迁移速率。
导电添加剂与正极活性物质的密度相差较大,按普通的机械混合的方式加入，不利于充分发挥正极材料的性能。
发明内容：
为了弥补现有技术问题，本发明的目的是提供一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，更能充分发挥正极材料的潜力，使锂电池性能得到进一步提升。
本发明的技术方案如下：
FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）预制FeS2粉料能通过180～250目的筛网；
2）将导电添加剂通过间歇式搅拌磨的方法添加到预制的FeS2粉料中。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料是颗粒状固体。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料选自经加工的黄铁矿粉末、人工合成FeS2中的任意一种或任意多种的混合物。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料中FeS2的含量不小于50wt%。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的导电添加剂选自炭黑、乙炔黑、石墨中的任意一种或任意多种的混合物。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料和导电添加剂的重量比为99:1～1:1。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的间歇式搅拌磨的球料比为3:1～5:1。
所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的间歇式搅拌磨的磨矿时间为0.5h～6h。
本发明的优点是：
本发明通过间歇式搅拌磨的将导电添加剂添加到正极活性材料FeS2粉料中，可以使导电添加剂更加均匀分布于FeS2颗粒间，导电添加剂与FeS2接触更充分，电子传递更通畅，可以使制得的正极材料表现出更好的电导性，放电平台更高，性能更加优异。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案，有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施方式和实施例，对本发明做进一步的详细说明：
预制FeS2粉料过200目筛（一般优选通过200目筛网就可以满足FeS2粉料的细度）；FeS2粉料，是由天然黄铁矿经选矿，纯化，粉碎获得FeS2粉末材料。利用此种样品制得不含导电添加剂的A1组样品。
上述同样FeS2粉料，通过机械混合的方法加入导电添加剂，导电添加剂选用炭黑和石墨混合物，FeS2粉料和导电添加剂的重量比为60:5，制得含导电添加剂的A2组样品。
上述同样FeS2粉料，将导电添加剂是通过间歇式搅拌磨的方法添加到预制的FeS2粉料中，制得含导电添加剂的A3组样品。导电添加剂选用炭黑和石墨混合物，FeS2粉料和导电添加剂的重量比为60:5，材料和A2组样品完全相同。间歇式搅拌磨的球料比为4:1；间歇式搅拌磨的磨矿时间为4h。
将A2、A3组样品FeS2(添加导电添加剂)和A1组样品FeS2(不添加导电添加剂)分别与聚偏氟乙烯按一定的比例配成浆料。配好的浆料按照涂布、辊压、制片的工序制作成正极片，再由卷绕、注液、封口等工序制作成锂-二硫化铁电池。将A1、A2、A3组样品制成的电池经30天贮存使内部各组分稳定后测试它们的放电特性，其结果见表1：
表1不同FeS2合粉工艺下电池的放电特性
表1可见，不加导电添加剂的FeS2在1000mA的放电容量是20mA的68.5%；机械混合的方法添加导电添加剂的FeS2在1000mA的放电容量是20mA的77.3%；采用本发明的间歇式搅拌磨的方法添加导电添加剂的FeS2在1000mA的放电容量是20mA的82.6%。说明采用本发明方法后，在高电流放电条件下，FeS2材料的放电效率得到提高，表现出更好的电导性，放电平台更高，性能更加优异。综上，所描述的具体实施方式及实施例仅用于解释本发明，并不用于限制本发明。

Claims (8)

1.一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）预制FeS2粉料能通过180~250目的筛网；
2）将导电添加剂通过间歇式搅拌磨的方法添加到预制的FeS2粉料中。
2.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料是颗粒状固体。
3.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料选自经加工的黄铁矿粉末、人工合成FeS2中的任意一种或任意多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料中FeS2的含量不小于50wt%。
5.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的导电添加剂选自炭黑、乙炔黑、石墨中的任意一种或任意多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的FeS2粉料和导电添加剂的重量比为99:1~1:1。
7.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的间歇式搅拌磨的球料比为3:1~5:1。
8.根据权利要求1所述的FeS2粉料和导电添加剂的混合方法，其特征在于：所述的间歇式搅拌磨的磨矿时间为0.5h~6h。
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