[发明专利]一种高倍率锂氟化碳电池正极及其制备方法

说明书

本发明提供一种高倍率锂氟化碳电池正极及其制备方法，涉及一次电池技术领域。所述正极包括集流体和复合在所述集流体上的正极片；所述正极片包括活性材料氟化碳，导电剂和粘结剂；所述正极的面密度为50～300g/cm²；所述导电剂在所述正极中的质量含量为5％～40％。本发明通过调控导电剂在正极中的比例，控制氟化碳材料的比表面积、粒径，控制涂布工艺的正极面密度、压实比，调控各组分的比例和适配性，实现高倍率锂氟化碳电池正极的制备及应用。

技术领域

本发明涉及一次电池技术领域，尤其涉及一种高倍率锂氟化碳电池正极及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提升，对便携式移动电源的性能要求越来越高，便携式电源向高比能量、大功率、长贮存寿命、高安全性的方向发展。其次，在军用领域具备高比能，高功率，长寿命，高安全的一次电池也被亟需。锂氟化碳一次电池由于其较高的能量密度、长贮存寿命和高安全性被广泛应用在传感器、照相机等多种民用和军用设备上。然而，尽管锂氟化碳电池在一次电池中具备最高的能量密度，稳定的电压平台和低自放电率。但受限于氟化碳材料较差的导电性导致其倍率性能较差尤其在低温下，严重的电压滞后现象，限制了其发展。

当前为了解决氟化碳材料导电性低的问题，采用金属氧化物或者非金属掺杂的方式对氟化碳材料进行改性；为了改善氟化碳电池的倍率性能，通常调控氟化碳材料的氟碳比，并采用材料改性和碳包覆的策略。为了改善氟化碳电池的低温性能，通常的策略都是选用低沸点添加剂或低沸点溶剂对电解液进行改优化。然而，附加的改性工艺不仅增加了额外的制作成本，其对电池的整体性能影响仍有待考量。

因此，如何找到一种更加合适的方法，在现有氟化碳电池正极技术的基础上，解决氟化碳电池存在的上述技术问题，已成为领域内诸多具有研究人员广泛关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高倍率锂氟化碳电池正极及其制备方法。其目的是使该种锂氟化碳电池的内阻减小，正极保液量增加，大电流放电性能更加突出，尤其在低温下。使用常用的DME基氟化碳电池电解液，该正极在-50℃下，具备1C的放电能力，常温下更是具备10C的放电能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种高倍率锂氟化碳电池用正极，所述正极包括集流体和复合在所述集流体上的正极片；

所述正极片包括活性材料氟化碳，导电剂和粘结剂；

所述正极的面密度为50～300g/cm²；

所述导电剂在所述正极中的质量含量为5％～40％。进一步，所述的正极片中正极材料的干料组成及质量百分比为：氟化碳材料50％～93％；导电剂5％～40％；粘结剂2％～10％。

进一步，所述氟化碳材料的氟的质量百分含量为50％以上，粒径小于20μm，比表面积大于100m²/g。

进一步，所述的氟化碳材料包括氟化石墨、氟化石墨烯、氟化碳纳米管。

进一步，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯类聚合物、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠和海藻酸钠中的一种或多种；

进一步，所述导电剂包括导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、科琴黑、乙炔黑和石墨烯中的一种或多种；

进一步，所述集流体为涂炭铝箔、不锈钢箔、镍网和不锈钢网中的一种或多种。

本发明还提供一种高倍率锂氟化碳电池用正极的制备方法，包括：

步骤1：将活性材料氟化碳和导电剂混合后在转速球磨10～60min制备混合正极材料；