[发明专利]一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法

说明书

本发明公开了一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法，利用锂盐溶于有机溶剂或与固体聚合物复合制备得到高锂盐浓度电解液或高锂盐浓度固体聚合物电解质，采用该高锂盐浓度电解液或高锂盐浓度固体聚合物电解质组装得到锂/氟化碳电池，一方面使电池安全性得到巨大提升，另一方面通过高锂盐浓度电解液或高锂盐浓度固体聚合物电解质与氟化碳材料的协同作用，电池放电容量可以超出氟化碳材料的比容量极限，从而大幅提升锂/氟化碳电池的比能量。

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法。

背景技术

在一次电池方面，理论比能量最大的就是锂/氟化碳电池(约2180Wh/kg)，锂/氟化碳原电池也是目前已实现的比能量最高的原电池体系，其比能量已经超过500Wh/kg，通过努力可以进一步提高到700Wh/kg。锂/氟化碳电池的正极材料氟化石墨比能量高、电压高、自放电低，特别适合长期工作于无人或封闭环境中的仪表电源。以氟化石墨为正极的锂/氟化碳电池，是远程、无人监测、侦查装置的能源保障。由于其理论质量比能量较高，很容易做到小型化和轻型化，且其放电平台平稳(2.5～2.7V)，工作温度范围广，自放电低，存储寿命长(＞10年)，因此受到了极大的关注。

在民用领域，锂/氟化碳电池的应用与其他锂/固体正极电池相似，都是利用其较高的质量比能量、体积比能量和长贮存寿命。它可用作手表、计算器、电子玩具、钓鱼电池、电子仪表、笔记本电脑的备用电源、各种设备上的记忆电源、小型医疗设备中；较大的圆柱形和方形电池也可以作为存储器应用，但由于其较大的放电能力，其应用还可包括电台接收机及摄影设备等应用。在军事领域，如果电池的比能量太低，不仅会增加单兵的负担，而且也会增加相应的后勤负担，所以研制超高比能量的新型锂电池势在必行。锂/氟化碳电池的良好性能决定了其广阔的应用前景，仅以电击发引信手雷为例，一般电池不超过3年即需更换电池，且高、低温环境将影响其使用，而锂/氟化碳电池则克服了上述问题，保证了战备和实战的需要。

但由于氟化碳材料在放电过程中伴随很大的体积膨胀，采用常规电解液的锂/氟化碳电池若因体积膨胀或外部因素导致发生破损等情况可能会引起电池燃烧或者爆炸，电池的安全性存在一定的隐患。另一方面来说，尽管锂/氟化碳电池已经达到较高的比能量，但随着军用领域和民用领域电子装备的升级，电池发展速率过缓的问题逐渐凸显，进一步通过新材料和电池体系的研制提升电池的比能量是未来必然发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前锂/氟化碳电池体系存在的安全隐患以及比能量难以进一步提升的问题，提供一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法，

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法，包括以下步骤：

(1)氟化碳电极制备：将氟化碳材料、导电剂、粘结剂以及有机溶剂混合，通过球磨或搅拌得到正极浆料，将正极浆料涂覆到正极集流体上，烘干后得到正极电极；

(2)高锂盐浓度电解液配制：将过量锂盐溶于电解液溶剂，锂盐的浓度≥10mol/L；

(3)电池组装：将步骤(1)得到的正极电极表面浸润步骤(2)得到的高锂盐浓度电解液中，表面覆盖电池隔膜后再采用步骤(2)得到的高锂盐浓度电解液将电池隔膜浸润，负极采用金属锂，组装得到锂/氟化碳电池。

一种高安全高比能量锂/氟化碳电池制备方法，包括以下步骤：

(1)氟化碳电极制备：将氟化碳材料、导电剂、粘结剂以及有机溶剂混合，通过球磨或搅拌得到正极浆料，将正极浆料涂覆到正极集流体上，烘干后得到正极电极；

(2)高锂盐浓度固体电解质浆料配制：将过量锂盐、聚合物以及有机溶剂混合，通过球磨或搅拌得到高锂盐浓度固体电解质浆料；锂盐、聚合物质量比大于1；