一种碳卤锡电池制造技术

本发明专利技术提供了一种碳卤锡电池，属于电化学技术领域。本发明专利技术提供的电池的正极、负极和电解液中没有氧元素和氢元素，基本是不燃烧的元素，抗燃性能好。抗燃性能好。抗燃性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种碳卤锡电池


[0001]本专利技术涉及电化学
，特别涉及一种碳卤锡电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池经常发生燃烧事故，媒体经常报道使用锂离子电池的电动汽车、电动自行车、储能系统的火灾事故。原因在于：(1)使用了甲乙类易燃溶剂的电解液酯类(C
x1
H
x2
O
x3
)，异常情况下电解液分解形成甲乙类易燃气体的烃类气体(C
x1
H
x4
)。一旦电池滥用产生了点火源，点燃这些甲乙类易燃物质，造成激烈的燃烧。(2)正极极片如钴酸锂(LiCoO2)、锂镍钴锰(LiNi
x1
Co
x5
Mn1‑
x1
‑
x5
O2)、磷酸铁锂(LiFePO4)粉料在高温下释放氧气，加剧燃烧。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种碳卤锡电池，本专利技术提供的碳卤锡电池不易燃烧。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本申请提供了一种碳卤锡电池，所述电池的电解液为四氯化锡。
[0006]优选地，所述电池的正极材料为嵌入卤素的石墨。
[0007]优选地，所述卤素为Br、I和Cl中的至少一种。
[0008]优选地，所述卤素与石墨中碳元素的摩尔比为1：2～30。
[0009]优选地，所述电池的负极材料为锡金属或锡化合物。
[0010]优选地，所述锡化合物为SnM
p
，所述M是可以容纳锡的金属元素或非金属元素，所述p值为6～24。
[0011]有益技术效果：本专利技术提供了一种碳卤锡电池，所述电池的正极、负极和电解液中没有氧元素和氢元素，基本是不燃烧的元素，抗燃性能好。电解液SnCl4同时是电解质，无须另外的溶液，可以提高能量密度和充放电功率。
附图说明
[0012]图1碳卤锡电池结构原理图；
[0013]1‑
正极极片，2
‑
负极极片，3
‑
隔离膜，4
‑
Cl
‑
，5
‑
SnCl4，6
‑
Sn
4+
。
具体实施方式
[0014]本申请提供了一种碳卤锡电池，所述电池的电解液为四氯化锡。
[0015]在本专利技术中，所述电池的正极材料为嵌入卤素的石墨，所述卤素为Br、I和Cl中的至少一种；所述卤素与石墨中碳元素的摩尔比为1：2～30，更优选为1:7～14；具体地，所述嵌入卤素的石墨的分子式为C
x
A
y
Cl
z
或C
x
A
y
，所述A优选为Br或I，所述卤素与石墨中碳元素的摩尔比为设定的比例，依照充电放电深度产生变化，例如典型值有x＝3.5，y＝0.5，z＝0.5。
[0016]在本专利技术中，所述正极材料的制备方法包为：将石墨粉与卤素单质混合，得到嵌入卤素的石墨。在本专利技术中所述石墨粉与卤素单质的摩尔比优选为2～30，更优选为7～14。
[0017]本专利技术将所述正极材料涂覆在金属集流体的两面，依次经过压紧、封条、制造极耳，得到正极极片。本专利技术对所述涂覆的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的涂覆方法使正极材料在集流体表面涂覆均匀即可。
[0018]在本专利技术中，所述电池的负极材料为锡金属或锡化合物，所述锡化合物优选为SnM
p
，所述M是可以容纳锡的金属元素或非金属元素，具体优选为SnC
p
，所述p值优选为6～24，更优优选为6～12。
[0019]本专利技术将所述负极材料依次进行干燥除湿、压延、分切、制造负极极耳，得到负极极片。
[0020]本专利技术将正极、负极、隔离膜进行卷绕或叠片，形成裸体电芯；测试裸体电芯的绝缘性，正常产品放入电池外壳中；在干燥环境注射电解液SnCl4，测试注液量；按照设定流程进行化成充放电，化成中可局部抽出排放气体，随后密封盒测试；正常产品下仓待出货。
[0021]在本专利技术中，所述碳卤锡电池的工作原理为：
[0022]正极
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8C
x
A
y
+8zCl
‑
‑
8ze
‑
＝8C
x
A
y
Cl
z
[0023]负极
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2zSn
4+
+8ze
‑
＝2zSn
[0024]或2zSn
4+
+8ze
‑
+(1
‑
2z)SnM
p1
＝SnM
p2
[0025]电解液
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2zSnCl4＝2zSn
4+
+8zCl
‑
[0026]总反应方程式
ꢀꢀꢀ
8C
x
A
y
+8zCl
‑
+2zSn
4+
＝8C
X
A
y
Cl
z
+2zSn
[0027]或8C
x
A
y
+8zCl
‑
+2zSn
4+
+(1
‑
2z)SnM
p1
＝8C
X
A
y
Cl
z
+SnM
p2
[0028]其中A为Br或I，所述x：y：z为碳卤锡电池正极材料中C、A和Cl的摩尔比。
[0029]本专利技术所述碳卤锡电池的工作原理图如图1所示。
[0030]本专利技术提供的碳卤锡电池正极、负极和电解液中没有氧元素和氢元素，基本是不燃烧的元素，构成不易燃烧的电池。
[0031]本专利技术提供的碳卤锡电池相比于锂离子电池使用的贵重金属钴、镍和锂元素，本专利技术使用石墨、锡金属、四氯化锡便宜很多。
[0032]本专利技术的电解液SnCl4在工作场景是液体，无须另外的溶液，可以提高能量密度和充放电功率，实现快充功能。
[0033]本专利技术供的碳卤锡电池中锡金属可以做牙膏外壳，石墨可以做烧伤用医学绷带，两者为无毒环保产品；电解液四氯化锡为中等毒性，泄露到环境中产生反应，其安全环保风险可控。
[0034]本专利技术以SnCl4为电解液，以嵌入卤素的石墨为正极材料，以锡或锡化合物为负极材料构成电池，在充放电过程中，需要合理控制副反应物质如：Cl2、SnCl2、SnI2、SnI4、SnBr2、SnBr4。适量氯气Cl2可阻止液体电解液SnCl4形成固体SnCl2，但是过量会消耗液体SnCl4；固体SnCl2、SnI2、SnI4、SnBr2、SnBr4适量可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳卤锡电池，其特征在于，所述电池的电解液为四氯化锡。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池的正极材料为嵌入卤素的石墨。3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述卤素为Br、I和Cl中的至少一种。4.根据权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述卤素与石墨中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝阳，
申请(专利权)人：陈朝阳，
类型：发明
国别省市：