电池复合正极及其组成的电化学电池制造技术

本发明专利技术提供一种电池复合正极及其组成的电化学电池，复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1‑xMnxPO4、二硫化钛TiS2，少量二硫化钛的添加，提供了“放电终点指示”功能，解决了磷酸铁锰锂LiFe1‑xMnxPO4放电过程中电压平坦，只有快到终止放电电压时曲线才向下弯曲到达终点放电电压时没有明显特征的问题，实现了放电终止电压的控制。

Battery Composite Positive Electrode and Its Composition of Electrochemical Batteries

The invention provides a battery composite cathode and an electrochemical battery consisting of a lithium iron manganese phosphate LiFe1 xMnxPO4, titanium disulfide TiS2 and a small amount of titanium disulfide. The composite cathode provides the function of \indicating the discharge end point\. It solves the problem of flat voltage in the discharge process of lithium iron manganese phosphate LiFe1_xMnxPO4, and the curve bends downward to reach the end point only when the discharge voltage is fast enough to stop. There is no obvious characteristic when discharging voltage, so the control of discharge termination voltage is realized.

【技术实现步骤摘要】
电池复合正极及其组成的电化学电池
本专利技术涉及电化学
，具体涉及一种电池复合正极及其组成的电化学电池。
技术介绍
最新一代的医疗器械对电源有诸如高能率等的要求。用于医疗和其他应用领域的电源(电化学电池、电池或电池组)，例如以二氧化锰作正极材料的电池。此类电池已初步满足需求，并呈现出在低速率应用时，电压逐渐缓慢下降的电压曲线但。当在高速率应用时，逐步缓慢放电的曲线消失，呈现变成电池终点电压急剧下降的放电曲线趋势。图1是一种型号为STL18650的磷酸铁锂动力电池(容量为1100mAh)在不同倍率时放电特性。五种不同的放电率形成一组放电曲线，从图中可看出，不管哪一种放电率，其放电过程中电压是很平坦的(即放电电压平稳，基本保持不变)，只有快到终止放电电压时，曲线才向下弯曲，且到达终点放电电压时没有明显特征，不利于终点电压的判断。此种情况不能满足新型能源的要求，因此需采取措施以得到带终点指示功能的电化学电池，以控制或延长控制电池使用寿命的电池。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电池复合正极，利用该电池复合正极解决现有磷酸铁锂电池放电曲线过于平缓的缺陷，为磷酸铁锂电池提供放电“终点指示功能”。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电池复合正极，所述复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2。所述复合正极还包括磷酸钒锂Li3V2(PO4)3。所述磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4与所述二硫化钛TiS2的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。所述磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4和磷酸钒锂Li3V2(PO4)3的质量之和与所述二硫化钛的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。本专利技术还提供一种电化学电池，包括负极、电解质、正极，正极为本专利技术提供的复合正极。所述负极为活性金属负极；所述电解质为液相有机电解质。所述活性金属包括锂。所述有机电解质包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)或LiBF6及其混合物。所述电化学电池还包括导电添加剂、粘结剂。所述导电添加剂为导电炭黑。本专利技术提供一种电池复合正极，该复合正极包括磷酸铁锰锂、二硫化钛，少量二硫化钛的添加，提供了“放电终点指示”功能，解决了磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4放电过程中电压平坦，只有快到终止放电电压时曲线才向下弯曲到达终点放电电压时没有明显特征的问题，实现了放电终止电压的控制，提供了“放电终点指示”，便于电化学电池放电的管理。附图说明图1示出了一种型号为STL18650的磷酸铁锂动力电池(容量为1100mAh)在不同倍率时放电特性；图2示出了本专利技术一种实施例的复合正极材料作为正极时的充放电曲线；图3示出了本专利技术另一种实施例的复合正极材料作为正极时的充放电曲线。具体实施例下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种电池复合正极，所述复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2。具体地，磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4与所述二硫化钛TiS2的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。本实施例还提供一种电化学电池，包括负极、电解质、正极，正极为本实施例的复合正极，及正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2。负极为活性金属负极；电解质为液相有机电解质。具体地，活性金属包括锂。具体地，将磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2按质量比为96:4的比例混合，采用导电炭黑作为导电剂，使用PTFE(聚四氟乙烯)作为粘接剂，金属锂作为负极，导电炭黑和PTFE用来增强电池性能，导电炭黑用来增强电池的传导和速率能力，粘接剂将几种正极材料复合在一起。电化学电池还包括有机电解质和隔膜，有机电解质包括溶解一定比例的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)的LiBF6或其它能够传导锂离子的有机电解质；隔膜可以是微孔的聚乙烯或聚丙烯或层状、非织造的聚乙烯或聚丙烯层压到电极上，在金属密封的情况下，最好采用不锈钢焊接密封。可选地，可以将磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2按质量比为(98:2)～(95:5)的任意比例混合用于制备正极材料。本实施例的电化学电池利用金属锂作为负极；利用混合组成的磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、少量的二硫化钛作为复合正极；利用溶解在有机溶剂中的可电离溶质作为电解质。例如，此专利技术中描述的特定电池中，使用溶解一定比例的EC和DEC的LiBF6，此电解质中有少于50ppm的含水量。图2示出了本实施例的电化学电池的充放电曲线，复合正极材料中磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4的充电电压平台大约在3.6v左右，且在2.4v左右有一放电电压平台，复合正极材料中二硫化钛TiS2提供了“放电终点指示”功能，即比单独使用磷酸铁锰锂为正极材料时多了一个较低的放电电压平台，为放电终点提供了指示，解决了磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4放电过程中电压平坦，只有快到终止放电电压时曲线才向下弯曲到达终点放电电压时没有明显特征的问题，实现了放电终止电压的控制，提供了“放电终点指示”，便于电化学电池放电的管理。实施例2本实施例提供一种电池复合正极，所述复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、磷酸钒锂Li3V2(PO4)3、二硫化钛TiS2。具体地，磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4和磷酸钒锂Li3V2(PO4)3的质量之和与所述二硫化钛TiS2的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。本实施例还提供一种电化学电池，包括负极、电解质、正极，正极为本实施例的复合正极，及正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、磷酸钒锂Li3V2(PO4)3、二硫化钛。负极为活性金属负极；电解质为液相有机电解质。具体地，将磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、磷酸钒锂Li3V2(PO4)3、二硫化钛TiS2按质量比为92:4:4的比例混合，采用导电炭黑作为导电剂，使用PTFE(聚四氟乙烯)作为粘接剂，金属锂作为负极，导电炭黑和PTFE用来增强电池性能，导电炭黑用来增强电池的传导和速率能力，粘接剂将几种正极材料复合在一起。电化学电池还包括有机电解质和隔膜，有机电解质包括溶解一定比例的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)的LiBF6或其它能够传导锂离子的有机电解质；隔膜可以是微孔的聚乙烯或聚丙烯或层状、非织造的聚乙烯或聚丙烯层压到电极上，在金属密封的情况下，最好采用不锈钢焊接密封。可选地，可以将磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、磷酸钒锂Li3V2(PO4)3、二硫化钛TiS2按质量比为91％:4％:5％、94％:4％:2％等比例混合用于制备正极材料。本实施例的电化学电池利用金属锂作为负极；利用混合组成的磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4，磷酸钒锂Li3V2(PO4)3、二硫化钛TiS2作为复合正极；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池复合正极，其特征在于，所述复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1‑xMnxPO4、二硫化钛TiS2。

【技术特征摘要】
1.一种电池复合正极，其特征在于，所述复合正极包括磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4、二硫化钛TiS2。2.根据权利要求1所述的电池复合正极，其特征在于，所述复合正极还包括磷酸钒锂Li3V2(PO4)3。3.根据权利要求1所述的电池复合正极，其特征在于，所述磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4与所述二硫化钛TiS2的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。4.根据权利要求2所述的电池复合正极，其特征在于，所述磷酸铁锰锂LiFe1-xMnxPO4和磷酸钒锂Li3V2(PO4)3的质量之和与所述二硫化钛TiS2的质量百分比为：(98:2)～(95:5)。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊宇迪，
申请(专利权)人：北京立开源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11