[发明专利]一种正极浆料、其制备方法及在锂-二硫化亚铁电池的用途

说明书

本发明属于锂一次电池技术领域，公开了一种正极浆料、其制备方法及在锂‑二硫化亚铁电池的用途。本发明的正极浆料由二硫化亚铁、碳纳米管、导电石墨、水性粘结剂和水构成。本发明的正极浆料的制备方法包括以下步骤：先将配方量的二硫化亚铁，碳纳米管，导电石墨混合，然后加入水性粘结剂，搅拌，再向浆料中加入水调节浆料的粘度，得到正极浆料。本发明的正极浆料具有非常好的分散性，而且正极浆料的制备过程中使用水替换传统的有机溶剂作为溶剂，保护了环境，降低了制作成本；还避免了因使用有机溶剂制备电池可能产生的爆炸风险。

技术领域

本发明属于锂一次电池技术领域，涉及一种正极浆料、其制备方法及用途，尤其涉及一种正极浆料、其制备方法及在锂-二硫化亚铁电池的用途。

背景技术

锂-二硫化亚铁(Li/FeS₂)电池属于低压锂一次电池，其工作电压平台为1.5V，因此与相同尺寸的碱锰(Zn/MnO₂)电池、镍氢电池、碳性电池或锌银电池具有互换性，市场上广泛应用的型号是AA和AAA型。锂-二硫化亚铁电池与同型号的碱锰电池和二次电池比较，锂-二硫化亚铁电池无论是从高低温性能(-40℃～60℃)、大电流放电能力、还是防漏液性、便携性及贮存寿命方面，都具有明显的优势，特别适用于大电流放电需求的民用及军工电子产品。另外，锂-二硫化亚铁电池不含任何有毒有害物质(Fe、S元素均无毒性)，正极原材料FeS₂矿藏非常丰富易得，完全具备大规模生产和推广的条件。从上述情况分析，锂-二硫化亚铁电池最终会大范围取代碱锰电池，逐渐成为小型便捷式民用及军用电子产品的最佳电源。

目前商业化的锂-二硫化亚铁电池是通过卷绕结构，由二硫化亚铁、导电剂和粘结剂组成正极，以锂金属片或锂合金片为负极，有机溶剂和锂盐为电解液组成的一种电池。该电池的正极制备工艺需要通过原材料混料，再用浆料涂布，烘干，辊压，最后分切制成需要尺寸的正极片。而传统工艺中在原材料混料环节需要加入有机溶剂将粘结剂(PVDF或SEBS)溶胀/溶解，常用的有机溶剂为NMP，三氯乙烯或A100/OMS，虽然有机溶剂在涂布的过程中用加热的方式除去，但这些有机溶剂均属于具有爆炸危险的物品，且对环境和操作人员的身体均有害。如果要排除或减少这些危险或危害，电池制造商必然要投入很大的成本，花费很大的精力去管理和处理这些隐患，另外也会给政府和环保部门的工作增添任务和难度。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种正极浆料、其制备方法及在锂-二硫化亚铁电池的用途。该方法将传统的有机溶剂换成去离子水作为溶剂，保护了环境，减少了危害，降低了制作成本，而所制成的锂-二硫化亚铁电池性能良好。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种正极浆料，所述正极浆料由二硫化亚铁、碳纳米管、导电石墨、水性粘结剂和水构成。

优选地，以所述二硫化亚铁、碳纳米管和导电石墨的总质量为100％计，所述二硫化亚铁的质量百分含量为80％～95％，例如为80％、82％、85％、86％、88％、90％、91％、92％、93.5％、94％或95％等。

优选地，以所述二硫化亚铁、碳纳米管和导电石墨的总质量为100％计，所述碳纳米管的质量百分含量为1％～5％，例如为1％、2％、2.5％、3％、3.2％、3.5％、3.7％、4％、4.5％或5％等。

优选地，以所述二硫化亚铁、碳纳米管和导电石墨的总质量为100％计，所述导电石墨的质量百分含量为1％～5％，例如为1％、1.2％、1.5％、2％、2.3％、2.5％、2.7％、3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％或5％等。