申请/专利权人：中国电子科技集团公司第十八研究所

申请日：2014-11-10

公开（公告）日：2019-09-20

公开（公告）号：CN105655587B

主分类号：H01M4/583(20100101)

分类号：H01M4/583(20100101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2019.09.20#授权;2017.06.27#实质审查的生效;2016.06.08#公开

摘要：本发明涉及一种锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，步骤包括：1、将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料，将混合材料在去离子水中球磨包覆，磁力搅拌中烘干，得到均匀前驱体；将前驱体在惰性气体气氛下烧结，冷却至室温，完成锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。本发明选用CFx、蔗糖和LiF作为原料，在去离子水中球磨包覆，搅拌烘干成前驱体，通过逐渐升温烧结，保持了CFx结构的稳定，有效提高了锂一次电池CFx正极材料的导电能力，提供了Li离子的反应通道，在电化学放电过程中提高了材料的电位，消除了放电初期电压滞后现象，并且不影响材料的电化学容量，保证用电设备的正常使用，而且便于操作，适合大规模生产应用。

主权项：1.锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于：包括以下制备步骤：步骤1：按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；步骤2：将步骤1制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10℃min速度将前驱体升温到400-600℃，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。

全文数据：锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法技术领域本发明属于锂一次电池用正极材料技术领域，特别是涉及一种锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法。背景技术随着技术的进步，社会的发展，锂一次电池因其使用方便，电压稳定，比能量较高得到了广泛的使用。但对于一些如航空航天等特殊领域用电源，现有的MnO2--Li电池体系电化学容量和能量偏低，不能满足对电池性能的进一步要求。目前，CFx材料因其高比容量理论比容量860mAhg-1，高比能量400-500WhKg等优势，已成为锂一次电池正极材料的研究热点。但是，在电化学放电过程中，CFx材料有很大的过电位，特别在放电初期存在较严重的电压滞后现象，随着反应的进行，电压回升至正常值。作为多电池体系的电池组，初期电压降就会十分严重，对于用电设备很可能带来不利的影响甚至损坏。发明内容本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种放电电位较高，无电压滞后效应，能够有效提高锂电池的能量密度，并且方法简便易行，适合大规模生产应用的锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法。本发明包括如下技术方案：锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特点是：包括以下制备步骤：步骤1：按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；步骤2：将步骤1制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10℃min速度将前驱体升温到400-600℃，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。本发明还可以采用如下技术措施：所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。所述步骤1中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升克。本发明具有的优点和积极效果：本发明选用了CFx、蔗糖和LiF作为原料，在去离子水中球磨包覆，搅拌烘干成均匀的前驱体，通过逐渐升温烧结，保持了CFx结构的稳定，有效提高了锂一次电池CFx正极材料的导电能力，提供了Li离子的反应通道，在电化学放电过程中提高了材料的电位，消除了放电初期电压滞后现象，并且不影响材料的电化学容量，保证用电设备的正常使用，而且便于操作，适合大规模生产应用。附图说明图1是本发明实施例1制备的电极材料电化学放电曲线图；图2是比较例1制备的电极材料电化学放电曲线图；图3是比较例2制备的电极材料电化学放电曲线图。具体实施方式为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例详细说明如下。锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特点是：步骤包括：步骤1：按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；步骤2：将步骤1制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10℃min速度将前驱体升温到400-600℃，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。所述步骤1中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升克。实施例1：步骤1：将50gCFx，2.5g蔗糖，0.25gLiF混合，在200ml去离子水中球磨包覆5小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；步骤2：将步骤1制成的前驱体置于高温炉中，氩气气氛下以5℃min升温到500℃，烧结3h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。采用本发明制成的正极材料制作成扣式模拟电池电解液1moll高氯酸锂，ECDMC＝12。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图1所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，本发明制作的锂一次电池CFx正极材料有效提高了材料的导电能力，提供了Li离子的反应通道，具有放电电位高，放电初期无电压滞后现象，有效提高了锂电池的能量密度，并且方法简便易行，适合大规模生产。比较例1：将未处理的CFx作为正极材料。采用比较例1的正极材料制成扣式模拟电池测试，电解液1moll高氯酸锂，ECDMC＝12。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图2所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，采用比较例1正极材料，使得放电平台较低，放电初期无电压滞后现象。比较例2：步骤1：将50gCFx，2.5g蔗糖，在200ml去离子水中球磨包覆5小时，取出后，在磁力搅拌中，烘干得到均匀的前驱体；步骤2：将所得的前驱体置于高温炉中，氩气气氛下5℃min升温到500℃，高温烧结3h，自然降温冷却后制得包覆改性CFx正极材料。采用比较例2制成的正极材料制作成扣式模拟电池电解液1moll高氯酸锂，ECDMC＝12。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图3所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，采用比较例2正极材料，放电电位有所提高，但是仍未解决放电初期电压滞后的问题。通过比较，可以发现，两个比较例制备的材料，未处理的CFx，在电化学放电过程中，存在明显的电压滞后效应，且电压平台较低，在2.5V左右；在未使用复杂电解液体系的条件下，单纯炭包覆会在一定程度上改善电压滞后效应，提高电压；而本发明氟化锂的加入可以几乎完全消除放电初期电压滞后的现象。由于包覆改性加入碳和氟化物量很小，几乎不影响材料的比容量。本发明材料的制作方法简单，材料容量基本不受影响，放电电压较高，无电压滞后，解决了CFx材料在应用中的问题，适合大规模生产应用的需要，为高功率、高能量用电设备，为航空航天等特殊领域高比能量电源打下了良好的基础。尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。

权利要求：1.锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于：包括以下制备步骤：步骤1：按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；步骤2：将步骤1制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10℃min速度将前驱体升温到400-600℃，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。2.根据权利要求1所述锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于：所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。3.根据权利要求1所述锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于：所述步骤1中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升克。

百度查询： 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD