制备用于锂电池的包含二硫化铁的阴极的方法

摘要

本发明公开了一种一次电池，所述电池具有包含锂或锂合金的阳极和包含二硫化铁(FeS₂)或二硫化铁(FeS₂)和硫化铁(FeS)的混合物以及导电性碳粒的阴极。制备包含FeS₂或FeS₂加FeS粉末、导电性碳、粘合剂、以及溶剂的阴极浆料。所述粘合剂优选为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物。在利用氢化萘溶剂以形成阴极浆料中发现了一个优点。优选的溶剂是1，2，3，4-四氢化萘或十氢化萘以及它们的混合物。将浆料混合物涂覆到导电基板上，然后溶剂蒸发而在基板上留下干燥的阴极涂层。可使用较高的干燥温度而得到抗裂的干阴极涂层。可将阳极与阴极螺旋卷绕，分隔体位于其间，然后插入电池壳体中，接着加入电解质。

主权项

一种一次电化学电池，所述电池包括外壳；正端子和负端子；包含锂金属和锂合金中的至少一者的阳极；阴极，所述阴极具有介于17％和23％之间的孔隙率并且包含二硫化铁(FeS2)，粘合剂材料，和导电性碳，所述电池还包含加入其内的电解质，所述电解质包含溶解在包括1，3‑二氧杂环戊烷和环丁砜的溶剂混合物中的锂盐，其中所述阴极通过包含如下步骤的方法制备：a)将二硫化铁(FeS2)粉末、导电性碳、粘合剂材料、以及溶剂混合以制备阴极浆料混合物，其中所述粘合剂材料包含Kraton G1651苯乙烯‑乙烯／丁烯‑苯乙烯(SEBS)弹性体嵌段共聚物，并且所述溶剂包含氢化萘化合物，b)将所述阴极浆料涂覆到基板的至少一侧上以制备湿阴极复合材料片，c)使所述湿阴极复合材料片通过烘箱以蒸发掉所述溶剂并由此制备干阴极复合材料片，所述干阴极复合材料片在所述基板的至少一侧上包含干阴极涂层；其中所述电池具有放电特性，使得当施加脉冲放电方案时，所得的比率Rp介于约0.08和0.15之间，其中R_p=[P_0.9V—P_1.05V]／P_0.9V其中，P_0.9V为将所述电池放电至0.9V的截止电压所获得的脉冲循环数，并且P_1.05V为将所述电池放电至1.05V的截止电压所获得的脉冲循环数；其中所述脉冲放电方案由向所述电池施加一系列脉冲循环组成，其中每个所述脉冲循环由以下步骤组成：向所述电池施加1.5瓦的脉冲2秒，接着立即施加0.65瓦的脉冲28秒，其中连续重复所述脉冲循环10次，接着使所述电池停歇55分钟，接着重复所述脉冲循环10次，接着是连续循环方式的所述停歇直至达到所述1.05V和0.9V的截止电压，其中在所述电池制造的5年之内，向所述电池施加所述脉冲放电方案。