【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂一次电池,尤其涉及一种提升锂亚硫酰氯电池贮存可靠性的方法。
技术介绍
1、li/socl2电池(全称“锂亚硫酰氯电池”,又称“锂亚电池”)具有高工作电压、贮存寿命长、工作温度范围宽、使用维护方便、适应性强等优点,近十多年来在以国防领域为代表的国民经济中有着广泛的应用。
2、li/socl2电池采用(-)li┃lialcl4/socl2┃c(+)电化学体系。负极活性物质是金属li,正极活性物质为亚硫酰氯(socl2),碳(c)是socl2的还原载体,电解液是四氯铝酸锂(lialcl4)的socl2溶液。
3、锂亚电池在高温贮存、长期贮存后,容易产生电压滞后、电池鼓胀漏液和失效的问题。引起电池可靠性下降的原因通常认为是电解液与锂负极反应生成以licl为主的钝化膜,该钝化膜随着时间不断变厚,生长为疏松多孔的多级结构,增大了离子传输的阻力,进而引起电压滞后甚至失效。
4、针对上述问题,国内外研究主要集中在电解液功能性添加剂、替换锂盐,研究结果表明,这些方法的效果有限。
5、因此,亟需研发一种新的方法,以提升锂亚电池的贮存可靠性。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术提出了一种提升锂亚硫酰氯电池贮存可靠性的方法,通过电化学预成膜的方法在负极表面生成一层致密的钝化膜,其稳定性优异,不会随着时间的推移不断反应变厚,从而有效提升了锂亚电池的贮存可靠性。
2、本专利技术提供了一种提升锂亚硫酰氯电池贮存可靠性的方法,该电池包
3、在以上技术方案的基础上,优选的,采用电化学方法对金属锂负极作钝化处理,生成所述钝化膜。
4、在以上技术方案的基础上,优选的,所述钝化处理,包括以下步骤:
5、步骤一、注液浸泡
6、将金属锂负极浸没在盛放有锂盐电解液的电解槽中;
7、步骤二、通电化成
8、连接直流化成设备的负极端与金属锂负极,同时接入正极端,启动设备,完成化成;
9、步骤三、清洗
10、断开设备,取出金属锂负极,采用有机溶剂清洗化成后的金属锂负极;
11、步骤四、干燥
12、将步骤三清洗后的金属锂负极干燥,得到经钝化处理后的金属锂负极。
13、在以上技术方案的基础上,为便于后续的操作,步骤一和步骤二可在圆柱钢壳中进行,具体操作为:采用常规装配锂亚硫酰氯电池的方式,将金属锂负极和玻璃纤维隔膜分布装入圆柱钢壳内,将直流化成设备的负极端与不锈钢外壳连接,正极端与惰性电极相连接,惰性电极为铂电极;进行步骤三的清洗工作时,需采用有机溶剂对化成后的金属锂负极和玻璃纤维隔膜进行清洗。
14、在以上技术方案的基础上,优选的,步骤一中,在所述电解液中,溶剂选自碳酸酯类,锂盐选自lifsa(双氟磺酰基氨基锂)和/或litfsa(双三氟甲基磺酰基氨基锂)。
15、更优选的,所述溶剂为pc(碳酸丙烯酯)。
16、在以上技术方案的基础上,优选的,所述锂盐的浓度为4~5mol/l。
17、在以上技术方案的基础上,优选的,所述锂盐电解液中含有成膜添加剂;所述成膜添加剂选自浓度为0.05~0.1mol/l的lipo2f2。
18、在以上技术方案的基础上,优选的,步骤二中,所述化成条件包括:电流选自0.01~0.15c,时间选自10~15min。
19、在以上技术方案的基础上,优选的,步骤三中,所述清洗要求为:清洗至洗涤液中锂盐浓度低于0.03mol/l。
20、在以上技术方案的基础上,优选的,所述有机溶剂选自二甲醚(dme)或碳酸二甲酯(dmc)。
21、在以上技术方案的基础上,优选的,步骤四中,所述干燥温度为35~40℃。
22、本专利技术提供的方法,相对于现有技术具有以下有益效果:
23、本专利技术通过电化学预成膜的方法,在金属锂负极表面原位生成一层致密的钝化膜(sei膜),该钝化膜的主要成分为lif,厚度薄且致密,可以允许离子穿过。相较socl2与金属锂生成的licl为主的钝化膜,其性质更稳定,不会持续生长变厚,因此可以有效提高锂亚硫酰氯电池的贮存可靠性,缓解其因钝化膜过厚造成的电压滞后、失效等情况。
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1.一种提升锂亚硫酰氯电池贮存可靠性的方法,该电池包含碳正极、金属锂负极和SOCl2电解液/活性物质,其特征在于,所述方法使金属锂负极表面生成钝化膜,用以提升锂亚硫酰氯电池的贮存可靠性。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用电化学方法对金属锂负极作钝化处理,生成所述钝化膜。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述钝化处理,包括以下步骤:
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤一中,在所述电解液中,溶剂选自碳酸酯类;锂盐选自LiFSA和/或LiTFSA。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述锂盐的浓度为4~5mol/L。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述锂盐电解液中含有成膜添加剂;所述成膜添加剂选自浓度为0.05~0.1mol/L的LiPO2F2。
7.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述化成条件包括:电流选自0.01~0.15C,时间选自10~15min。
8.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述清洗要求为:清洗至洗涤液中锂盐浓度
9.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤四中,所述干燥温度为35~40℃。
...【技术特征摘要】
1.一种提升锂亚硫酰氯电池贮存可靠性的方法,该电池包含碳正极、金属锂负极和socl2电解液/活性物质,其特征在于,所述方法使金属锂负极表面生成钝化膜,用以提升锂亚硫酰氯电池的贮存可靠性。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用电化学方法对金属锂负极作钝化处理,生成所述钝化膜。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述钝化处理,包括以下步骤:
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤一中,在所述电解液中,溶剂选自碳酸酯类;锂盐选自lifsa和/或litfsa。
5.如权利要求4所述的方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:张卓然,王朋,王菘如,王贝,郭诗琪,周佳佳,陈瑜,蔡欣,彭雄,
申请(专利权)人:武汉中原长江科技发展有限公司,
类型:发明
国别省市:
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