專利名稱：具有包括二硫化鐵和硫化鐵的陰極的鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰一次電池，所述電池具有包含鋰的陽極和包含與硫化鐵(FeS)混合 的二硫化鐵(FeS2)的陰極。
背景技術(shù)：
具有鋰陽極的一次(非可再充電的)電化學電池是已知的并且具有廣泛的商業(yè)用 途。陽極基本上由鋰金屬組成。此類電池通常具有包含二氧化錳的陰極和包含溶解于有機 溶劑中的諸如三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)的鋰鹽的電解質(zhì)。該電池在本領(lǐng)域中被稱為一 次鋰電池(一次Li/Mn02電池)，并且一般不旨在為可充電的。具有鋰金屬陽極但具有不同 陰極的另外一種一次鋰電池也是已知的。例如，此類電池具有包含二硫化鐵(FeS2)的陰極 并被稱作Li/FeS2電池。二硫化鐵(FeS2)也被稱作黃鐵礦。Li/Mn02電池或Li/FeS2電池 通常為圓柱形電池形式，通常為AA型號或AAA型號電池，但是也可為其它尺寸的圓柱形電 池。Li/Mn02電池具有約3. 0伏的電壓，這個電壓是常規(guī)Ζη/Μη02堿性電池的兩倍，Li/Mn02 電池還具有高于堿性電池的能量密度(瓦特_小時/cm3電池體積)。Li/FeS2電池具有介 于約1. 2和1. 8伏之間的電壓(新制的)，其大約與常規(guī)的Ζη/Μη02堿性電池相同。然而， Li/FeS2電池的能量密度(瓦特-小時/cm3電池體積)卻高于差不多大小的Ζη/Μη02堿性 電池。鋰金屬的理論比容量高達3861. 4毫安-小時/克，而FeS2的理論比容量為893. 6毫 安-小時/克，并且的理論容量。FeS2的理論容量基于每個FeS2分子從4個Li轉(zhuǎn)移4個電 子，以產(chǎn)生元素鐵Fe和2個Li2S的反應產(chǎn)物。即4個電子中的2個將FeS2中的Fe+2的氧 化態(tài)從+2轉(zhuǎn)變?yōu)樵罔F(Fe°)中的0，而剩余的2個電子將硫的氧化態(tài)從FeS2中的-1轉(zhuǎn) 變成Li2S中的-2?？傮w上，Li/FeS2電池比相同尺寸的Ζη/Μη02堿性電池能量大得多。也就是說，對 于給定的連續(xù)耗用電流，尤其是在超過200毫安的較高耗用電流下，Li/FeS2電池比Ζη/Μη02 堿性電池的電壓下降得平緩而持續(xù)時間更長，如可在電壓對時間的放電特征圖中明顯看到 的那樣。這導致由Li/FeS2電池可獲得的能量輸出比由相同尺寸的堿性電池可獲得的更 高。Li/FeS2電池較高的能量輸出更清楚且更直接地示于能量(瓦特_小時)對恒定功率 (瓦特)連續(xù)放電的曲線圖中，其中新電池在少至0. 01瓦特至5瓦特范圍內(nèi)的固定連續(xù)功 率輸出下放電至完全。在此類測試中，以選自0. 01瓦特和5瓦特之間的恒定連續(xù)功率輸出 維持耗用功率。(當放電期間電池電壓下跌時，逐漸減小負載電阻以提高耗用電流，從而保 持固定的恒定功率輸出。)Li/FeS2電池的能量(瓦特_小時)對功率輸出(瓦特)繪制圖 高于相同尺寸的堿性電池。盡管兩種電池(新制)的起始電壓大致相同，即介于約1.2和 1.81. 9伏之間。因此，Li/FeS2電池優(yōu)于相同尺寸的堿性電池，例如AAA、AA、C或D號或任何其它 尺寸電池，因為Li/FeS2電池可與常規(guī)的Ζη/Μη02堿性電池互換使用，并且將具有更長的使 用壽命，尤其是在較高功率要求的情況下。同樣，為一次(非再充電的)電池的1^汗必2電 池也可用來替換相同尺寸的可再充電的鎳金屬氫化物電池，所述鎳金屬氫化物電池具有與 Li/FeS2電池大約相同的電壓(新制)。因此，一次Li/FeS2電池可用于給需要在高脈沖功率要求下操作的數(shù)字照相機供電。用于Li/FeS2電池的陰極材料最初可制備成諸如漿料混合物(陰極漿料)的形式， 其能夠通過常規(guī)的涂敷方法容易地涂敷在金屬基底上。添加到電池中的電解質(zhì)必須為用于 Li/FeS2體系的合適的有機電解質(zhì)，使得在所需的高功率輸出范圍內(nèi)有效地發(fā)生必需的電 化學反應。所述電解質(zhì)必須表現(xiàn)出良好的離子傳導性，并且還要對未放電的電極材料(陽 極和陰極組分)足夠穩(wěn)定(即不反應)，并且還不與放電產(chǎn)物反應。這是由于電解質(zhì)與電極 材料(已放電的或未放電的)之間不可取的氧化/還原反應可能會逐漸污染電解質(zhì)并且降 低其有效性或?qū)е逻^量放氣。這繼而會導致災難性的電池損壞。因此，用于Li/FeS2電池中 的電解質(zhì)除了促進必需的電化學反應之外，還應對已放電的和未放電的電極材料穩(wěn)定。此 外，所述電解質(zhì)應當能夠具有良好的離子遷移率，并且能夠?qū)囯x子(Li+)從陽極傳送至陰 極，以便它能夠參與陰極中必需的還原反應而產(chǎn)生LiS2產(chǎn)物。用一片鋰、一片包含F(xiàn)eS2S性材料的陰極復合材料以及介于其間的分隔體形 成電極復合材料?？蓪㈦姌O復合材料螺旋卷繞并且插入電池殼體中，例如，如美國專利 4，707，421中所示。用于Li/FeS2電池的陰極涂層混合物描述于U. S. 6，849，360中。通常 將陽極片的一部分電連接到電池殼體上，其形成電池的負端子。使用與殼體絕緣的端帽來 封閉電池?？蓪㈥帢O片電連接到端帽上，其形成電池的正端子。通常將殼體卷曲在端帽的 周邊邊緣上以密封殼體的開口端。電池可內(nèi)部裝配有PTC(正熱系數(shù))裝置或者類似裝置， 以在電池暴露于濫用條件如短路放電或過熱等情況下切斷電池。用于一次Li/FeS2電池中的電解質(zhì)由溶解于“有機溶劑”中的“鋰鹽”形成?？捎?于Li/FeS2—次電池的電解質(zhì)中的代表性鋰鹽參考美國專利5，290，414和U. S. 6，849，360 B2，并包括諸如以下的鹽三氟甲基磺酸鋰，LiCF3SO3(LiTFS)；雙三氟甲基磺酰亞胺鋰， Li (CF3SO2)2N(LiTFSI)；碘化鋰，LiI ；溴化鋰，LiBr ；四氟硼酸鋰，LiBF4 ；六氟磷酸鋰，LiPF6 ； 六氟砷酸鋰，LiAsF6 ；Li (CF3SO2)3C,以及各種混合物。在Li/FeS2電化學領(lǐng)域中，鋰鹽并不總 是可互換的，因為具體的鹽最適宜于具體的電解質(zhì)溶劑混合物。在U.S. 5，290，414(Marple)中，報導了用于FeS2電池的有益電解質(zhì)的使用，其中 所述電解質(zhì)包含溶解于溶劑中的鋰鹽，所述溶劑包含與第二溶劑混合的1，3_ 二氧雜環(huán)戊 烷(DX)，所述第二溶劑為無環(huán)(非環(huán))醚基溶劑。所提及的無環(huán)(非環(huán))醚基溶劑可以為 二甲氧基乙烷(DME)、乙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚和三甘醇二甲醚，其中優(yōu)選的是1，2_ 二 甲氧基乙烷(DME)。如實例中所給出的，二氧戊環(huán)和1，2_ 二甲氧基乙烷(DME)以基本量存 在于電解質(zhì)中，即50%體積的1，3_ 二氧雜環(huán)戊烷(DX)和40%體積的二甲氧基乙烷(DME) 或25%體積的1，3_ 二氧雜環(huán)戊烷(DX)和75%體積的二甲氧基乙烷(DME)(第7欄，第 47-54行)。在諸如實例中所給出的溶劑混合物中的可離子化的具體鋰鹽為三氟甲基磺酸 鋰，LiCF3SO30在第7欄，第18-19行中也提到了另一種鋰鹽，即雙三氟甲基磺酰亞胺鋰， Li(CF3SO2)2N0所述參考文獻提出可任選添加第三溶劑，所述溶劑選自3，5-二甲基異螺唑 (DMI)、3_甲基-2-卩惡唑烷酮、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丁酯(BC)、四氫呋 喃(THF)、碳酸二乙酯(DEC)、乙二醇亞硫酸酯(EGS)、二卩惡烷、硫酸二甲酯(DMS)、以及環(huán)丁 砜(權(quán)利要求19)，優(yōu)選的是3，5-二甲基異P惡唑。在U.S. 6，218，054(Webber)中，公開了其中二氧戊環(huán)基溶劑和二甲氧基乙烷基 溶劑以約1 3的重量比(1重量份二氧戊環(huán)對3重量份二甲氧基乙烷)存在的電解質(zhì)溶劑體系。在U.S. 6，849，360 B2 (Marple)中，公開了用于Li/FeS2電池的電解質(zhì)，其中所述 電解質(zhì)包含溶解于有機溶劑混合物中的碘化鋰鹽，所述有機溶劑混合物包含1，3_ 二氧雜 環(huán)戊烷(DX)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、以及少量的3，5-二甲基異P惡唑(DMI)。(第6欄， 第 44-48 行。)在US 2007/0202409 Al (Yamakawa)中，關(guān)于用于Li/FeS2電池的電解質(zhì)溶劑在第 33節(jié)有這樣的敘述“有機溶劑的實例包括碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、1，2_ 二甲氧基乙烷、 Y-丁內(nèi)酯、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1，3_ 二氧雜環(huán)戊烷、環(huán)丁砜、乙腈、碳酸二甲酯、以 及碳酸二丙酯，并且它們中的任一種或者它們中的兩種或更多種可獨立使用，或者以混合 溶劑的形式使用?！边@樣的陳述容易使人誤解，因為該技術(shù)僅僅提出根據(jù)要溶解在溶劑中的具體鋰 鹽，電解質(zhì)溶劑的特定組合將可用于Li/FeS2電池。(參見例如以上的U. S. 5，290，414和 U. S. 6，849，360) Yamakawa的參考文獻未提出來自以上列表的哪種溶劑組合將可用于任 何所給出的鋰鹽。在U.S. 2006/0046152 (Webber)中，公開了用于鋰電池的電解質(zhì)體系，所述鋰電 池可具有其中包含F(xiàn)eS2和FeS的陰極。所公開的電解質(zhì)包含溶于溶劑體系中的碘化鋰鹽， 所述溶劑體系包含1，2_ 二甲氧基丙烷和1，2_ 二甲氧基乙烷的混合物。選擇具體的有機溶劑或不同有機溶劑的混合物，用來與任何一種或多種鋰鹽聯(lián)合 以制備適用于Li/FeS2電池的電解質(zhì)，是具有挑戰(zhàn)性的。這并不是說許多不制備Li/FeS2電 池的鋰鹽與有機溶劑的組合將完全不起作用。但是，與使用僅僅用任何已知鋰鹽和有機溶 劑組合形成的電解質(zhì)的此類電池相關(guān)的挑戰(zhàn)是所遇到的問題將有可能非常棘手，因此使 得所述電池對于商業(yè)使用不切實際。鋰電池(一般來講無論是鋰一次電池，例如不可再充 電的1^/^1102或1^汗必2電池或可再充電鋰或鋰離子電池)的開發(fā)歷史表明僅僅鋰鹽與有 機溶劑的任何組合不被認為能得到優(yōu)良的電池，即表現(xiàn)出良好的、可靠的性能。因此，僅提 供了 Li/FeS2電池可能用到的有機溶劑長列表的參考文獻不必提出溶劑的組合或在具體溶 劑混合物中具體鋰鹽的組合，這些組合表現(xiàn)出特殊的或未預期的有益效果。期望制備一種鋰電池，所述鋰電池具有包含鋰或鋰合金的陽極和其中包含二硫化 鐵(FeS2)與另一種共活性(可放電的)材料(優(yōu)選硫化鐵(FeS))的陰極。已確定添加 與FeS2混合的共活性材料可導致陰極制備期間的某些有益效果，而不造成當電池用于正常 用途(例如給數(shù)字照相機供電)時電池性能的任何顯著損失。本申請人已確定添加與二 硫化鐵(FeS2)混合的硫化鐵(FeS)粉末能夠得到所期望的鋰電池。這樣的電池在下文中 可表示成Li/(FeS2+FeS)電池。因此，期望發(fā)現(xiàn)一種電解質(zhì)體系，其在具有鋰陽極和包含F(xiàn)eS2和FeS共活性材料 的混合物的陰極的電池-Li/(FeS2+FeS)電池中有效，其中所述電解質(zhì)能夠使電池具有高性 能和高速放電能力以及可靠的使用。因此，期望生產(chǎn)其內(nèi)采用有效電解質(zhì)的Li/(FeS2+FeS)電池，所述電解質(zhì)促進電解 質(zhì)中鋰鹽的離子化，并且足夠穩(wěn)定，使得不隨時間降解并且不使陽極或陰極、或其它電池組 分降解。所期望的是包含溶解于有機溶劑中的鋰鹽的電解質(zhì)提供良好的鋰離子通過電解質(zhì)的離子遷移率，以便使鋰離子可以良好的傳送速率從陽極通過分隔體到達陰極。期望制備一次(非可再充電的)Li/(FeS2+FeS)電池，所述電池具有良好的供電能 力，使得所述電池可用于代替可再充電電池以給數(shù)字照相機和類似的電子設(shè)備供電。發(fā)明概述本發(fā)明涉及鋰一次電池，其中陽極包含鋰金屬。鋰可與少量的其它金屬例如鋁形 成合金，所述其它金屬通常構(gòu)成小于約或2重量％的鋰合金。形成陽極活性材料的鋰 優(yōu)選為薄箔形式。所述電池具有的陰極包含通常被稱作“黃鐵礦”的陰極活性材料二硫化 鐵(FeS2)和至少一種與FeS2相容的其它陰極活性材料(共活性材料)。每種陰極共活性 材料必須是可放電的，即當電池用于正常用途中時，所述共活性材料必須參與到有用的電 化學反應中以產(chǎn)生有用的電能。相容的陰極共活性材料是指在直接的氧化_還原或其它反 應中，其不與FeS2或其它共活性材料直接反應而失去其全部或基本量的電化學容量。此外， 所述共活性材料應在電解質(zhì)中穩(wěn)定并且不與任何陰極添加劑或陰極集電器或任何其它的 電池組分反應。全部的陰極共活性材料應具有相同或在約10%內(nèi)類似的OCV(開路電壓)。 每種陰極共活性材料相對于鋰陽極的OCV應理想地介于約1. 7和1. 8伏特之間，使得其接 近與FeS2 (其具有約1.75伏特的OCV (新制的))相容。當電池對于相同負載放電時，在所 述鋰電池中，包含F(xiàn)eS2和共活性材料的陰極應表現(xiàn)出與僅具有FeS2作為陰極活性材料的相 同電池相似的負載電壓特征圖(在約10%之內(nèi))。當電池在正常用途如給數(shù)字照相機供電 中放電時，具有包含F(xiàn)eS2和共活性材料的陰極的鋰電池應理想地表現(xiàn)出介于0. 9和1. 7伏 特之間的負載電壓放電特征圖。在一個主要方面，已確定具有鋰陽極和包含F(xiàn)eS2 ( 二硫化鐵)粉末和共活性材料 (即FeS(硫化鐵)粉末)的陰極的電池，在具有具體的電解質(zhì)時得到具有優(yōu)異的放電特性 的電池。當所述電池用于正常用途例如給數(shù)字照相機等供電時，具有包含F(xiàn)eS2和FeS作為 陰極活性材料的陰極的本發(fā)明鋰電池具有與僅具有FeS2作為陰極活性材料的相同電池類 似的放電特性和電壓特征圖。這可能是由于在用于數(shù)字照相機中的高功率放電時，與FeS 組合的FeS2的較高放電效率的結(jié)果，因為FeS的理論比容量為609. 8毫安-小時/克，而 FeS2的理論比容量更高為893. 6毫安-小時/克。FeS是比FeS2軟的多的材料。例如，F(xiàn)eS2具有介于約6和6. 5之間的莫氏硬度，而 FeS具有介于約3. 5和4. 5之間的莫氏硬度。由于FeS是比FeS2更軟的材料，因此使用常 規(guī)的球磨介質(zhì)將FeS碾磨成期望的小粒度要容易得多。因此，當碾磨更軟的FeS材料時，更 容易得到期望的平均粒度和期望的粒度分布。還因為FeS是軟的多的材料，碾磨FeS材料 至期望的粒度比碾磨FeS2至相同尺寸所產(chǎn)生的熱量要少得多。這導致更安全的碾磨操作 以及碾磨FeS材料中所需的更少的防護和控制，因為在碾磨操作期間FeS顆粒比FeS2更不 易引燃，因為產(chǎn)生更少的熱量。因此，與制備相同重量和相同粒度的FeS2相比，降低了制備 成批的給定粒度的混合的FeS和FeS2的成本。這還導致更容易制備陰極漿料，因為可更容 易地控制陰極活性材料混合物的粒度。據(jù)推測，更軟的FeS顆?？赡芤彩谴龠M陰極導電性 改善的一個因素，其繼而導致在高功率放電用途中與FeS組合的FeS2更高效率的放電。在本發(fā)明的一個方面，所述電池具有包含鋰金屬或鋰金屬合金的陽極和包含F(xiàn)eS2 與FeS陰極活性材料的混合物的陰極。不管所采用的電解質(zhì)，F(xiàn)eS的含量理想地為按陰極 中FeS2和FeS的總重量計介于約5%和30%之間。FeS2和FeS通?？删哂须p峰粒度分布。
6不管所采用的電解質(zhì)，優(yōu)選地，F(xiàn)eS2具有介于約20和35微米之間的平均中值(D5tl)粒度，而 FeS具有介于約5和15微米之間的平均中值(D5tl)粒度。干的陰極涂層中FeS2加FeS的總 含量可通常為按所述干陰極的重量計介于約83%和94%之間，優(yōu)選按所述干陰極的重量 計介于約88%和93%之間。所述電池可以是紐扣(硬幣)電池或扁平電池的形式。期望電池可以為螺旋卷繞 電池的形式，所述螺旋卷繞電池包括螺旋卷繞的陽極片和陰極復合材料片，分隔體位于其 間。陰極片使用漿料方法來制備，以將包含二硫化鐵(FeS2)和硫化鐵(FeS)顆粒的陰極混 合物涂覆在可以為導電金屬基板的導電表面上。理想地使用彈性體將FeS2和FeS顆粒粘 附到導電基板上，所述彈性體優(yōu)選為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物，如 Kraton G1651彈性體(Kraton Polymers，Houston，Texas)。這種聚合物為成膜劑，并且對 陰極混合物中的FeS2和FeS顆粒以及導電性碳粒添加劑具有良好的親和力和粘結(jié)性。在本發(fā)明的一個方面，所述陰極由陰極漿料形成，所述陰極漿料包含二硫化鐵 (FeS2)粉末和硫化鐵(FeS)粉末的混合物。所述陰極漿料還包括導電性碳粒、粘合劑材料、 以及溶劑。(如本文所用，術(shù)語“漿料”將具有其普通的字典含義，并因此被理解為在液體中 包含固體顆粒的懸浮液。)將濕的陰極漿料涂覆到諸如鋁片或不銹鋼片的導電基板上。所 述導電基板用作陰極集電器。然后使溶劑蒸發(fā)，留下干燥的陰極涂層混合物，所述混合物包 含彼此粘結(jié)的二硫化鐵(FeS2)和硫化鐵(FeS)以及碳顆粒(優(yōu)選包括碳黑)，并且其中干 燥的涂層粘結(jié)到導電基板上。優(yōu)選的炭黑為乙炔黑。所述碳顆粒可任選包括其中所混入的 石墨顆粒。在將濕的陰極漿料涂敷到導電基板上之后，將涂敷過的基板置于烘箱中并且在高 溫下加熱直至溶劑蒸發(fā)掉，如2006年9月6日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請11/516534 中所公開的那樣。所得的產(chǎn)品為粘結(jié)到導電基板上的干燥的陰極涂層，所述涂層包含二硫 化鐵和碳顆粒。基于干重，所述陰極優(yōu)選包含按重量計介于83%和94%之間，優(yōu)選介于約 88%和93%之間的陰極活性材料，優(yōu)選FeS2加FeS。所述固體含量，即濕的陰極漿料中的 FeS2*FeS顆粒(或者其它共活性材料)以及導電性碳粒和粘合劑，按重量計介于50%和 75%之間。所述陰極漿料的粘度范圍為約3500至30000mPas。(mPas = mNewtonX sec/m2 =1厘泊)。在包含鋰金屬的陽極和包含二硫化鐵的陰極(分隔體位于其間)插入到電池 外殼中之后，將電解質(zhì)添加到電池中。用于包括鋰陽極和包含F(xiàn)eS2和FeS的混合物的陰極的本發(fā)明電池-(Li/ FeS2+FeS)電池的優(yōu)選電解質(zhì)優(yōu)選由溶于溶劑混合物中的介于約0. 1和1. 0摩爾(摩爾/ 升)之間，優(yōu)選約0.8摩爾(0.8摩爾/升)濃度的鋰鹽組成，所述鋰鹽如雙三氟甲基磺酰亞 胺鋰Li (CF3SO2)2N(LiTFSI)鹽或碘化鋰或它們的混合物，所述溶劑混合物包含介于約75% 和85%體積之間，優(yōu)選約80%體積的1，3_ 二氧雜環(huán)戊烷(DX)和介于約15%和25%體積 之間的環(huán)丁砜，優(yōu)選約20%體積的環(huán)丁砜(SL)。然后可添加按重量計約0. 的吡啶以形 成最終的電解質(zhì)溶液。吡啶主要用來防止二氧戊環(huán)的聚合或減緩二氧戊環(huán)的聚合速率。所 述陰極中的FeS內(nèi)容物理想地在所述陰極中包含按重量計介于約5%和30%之間的FeS加 FeS2。應用到Li/FeS2電池中的此類電解質(zhì)公開在2006年7月27日提交的共同轉(zhuǎn)讓的共 同未決的美國專利申請11/494，244中。這篇后來的參考文獻公開了具有鋰陽極和包含F(xiàn)eS2 活性材料的陰極的電池。其未公開在陰極中添加與FeS2混合的FeS。
優(yōu)選的電解質(zhì)溶劑1，3_ 二氧雜環(huán)戊烷和環(huán)丁砜具有以下的化學式和結(jié)構(gòu)式1，3-二氧雜環(huán)戊烷(DX)為環(huán)二醚，也歸類為雜環(huán)縮醛。它具有化學式C3H602和結(jié) 構(gòu)式⑴
權(quán)利要求
1. 一次電化學電池，所述電池包括外殼；正端子和負端子；包含鋰金屬和鋰合金中的 至少一種的陽極；包含二硫化鐵(FeS2)、硫化鐵(FeS)、以及導電性碳的陰極，所述電池還包 含插入其內(nèi)的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含溶解在溶劑混合物中的鋰鹽，所述鋰鹽包括雙三氟 甲基磺酰亞胺鋰(Li (CF3SO2)2N)，所述溶劑混合物包含二氧戊環(huán)和環(huán)丁砜。
2.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述陰極中的FeS含量按所述陰極中總的FeS2W FeS的重量計介于約5%和30%之間。
3.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述FeS和FeS2具有雙峰粒度分布，并且所述FeS2 具有介于約20和35微米之間的平均粒度，并且所述FeS具有介于約5和15微米之間的平 均粒度。
4.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述電解質(zhì)還包含碘化鋰(LiI)鹽。
5.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述溶劑混合物還包含吡啶。
6.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述電解質(zhì)還包含添加劑，所述添加劑包括烷基吡唑。
7.如權(quán)利要求6所述的電池，其中所述烷基吡唑添加劑選自由下列組成的組1，3_二 甲基吡唑和1，3，5-三甲基吡唑、以及它們的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的電池，其中所述電解質(zhì)還包含添加劑，所述添加劑包括烷基咪唑。
9. 一次電化學電池，所述電池包括外殼；正端子和負端子；包含鋰金屬和鋰合金中的 至少一種的陽極；包含二硫化鐵(FeS2)、硫化鐵(FeS)、以及導電性碳的陰極，所述電池還包 含插入其內(nèi)的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含溶解在溶劑混合物中的鋰鹽，所述鋰鹽包括碘化鋰 (LiI)，所述溶劑混合物包含二氧戊環(huán)、二甲氧基乙烷、以及環(huán)丁砜。
10. 一次電化學電池，所述電池包括外殼；正端子和負端子；包含鋰的陽極；包含二硫 化鐵(FeS2)、硫化鐵(FeS)、以及導電性碳的陰極，所述電池還包含電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含 溶解在溶劑中的鋰鹽，所述鋰鹽包括雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(Li (CF3SO2) 2N)，所述溶劑包含 二甲氧基乙烷、環(huán)丁砜、以及碘化錫(SnI2)添加劑。
11. 一次電化學電池，所述電池包括外殼；正端子和負端子；包含鋰的陽極；包含二硫 化鐵(FeS2)和導電性碳的陰極，所述電池還包含電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含溶解在溶劑中的 鋰鹽，所述鋰鹽包括碘化鋰(Lil)，所述溶劑包含二甲氧基乙烷、環(huán)丁砜、以及碘化錫(SnI2) 添加劑。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的電池，其中所述電解質(zhì)具有介于約0.9和1. 5厘泊之 間的粘度。
13.如前述任一項權(quán)利要求所述的電池，其中所述陽極和陰極與介于其間的分隔體膜 片螺旋卷繞。
14.如前述任一項權(quán)利要求所述的電池，其中將所述陰極涂覆到包含鋁的基片上。
15.如權(quán)利要求14所述的電池，其中所述陽極包括鋰片或鋰合金片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一次電池，所述電池具有包含鋰或鋰合金的陽極和包含二硫化鐵(FeS2)、硫化鐵(FeS)以及碳顆粒的陰極。所述電解質(zhì)包含溶解于溶劑混合物中的鋰鹽。制備陰極漿料，所述陰極漿料包含二硫化鐵(FeS2)粉末、硫化鐵(FeS)粉末、碳、粘合劑、以及液體溶劑。將所述混合物涂覆到導電基板上，然后溶劑蒸發(fā)而在基板上留下干燥的陰極涂層。可將陽極與陰極螺旋卷繞，分隔體位于其間，然后插入電池殼體中，隨后加入電解質(zhì)。
文檔編號H01M4/58GK102007630SQ200980113339
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者B·D·約瑟夫斯, F·J·伯科威茨, M·斯特萬諾維奇, M·波津, S·J·施佩希特, Y·V·庫茲尼特索瓦, 蔣志平 申請人:吉列公司