锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锂一次电池用正极材料技术领域，特别是涉及一种锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步，社会的发展，锂一次电池因其使用方便，电压稳定，比能量较高得到了广泛的使用。但对于一些如航空航天等特殊领域用电源，现有的MnO2-Li电池体系电化学容量和能量偏低，不能满足对电池性能的进一步要求。
[0003]目前，CFx材料因其高比容量(理论比容量860mAhg ')，高比能量(400_500Wh/Kg)等优势，已成为锂一次电池正极材料的研究热点。
[0004]但是，在电化学放电过程中，CFx材料有很大的过电位，特别在放电初期存在较严重的电压滞后现象，随着反应的进行，电压回升至正常值。作为多电池体系的电池组，初期电压降就会十分严重，对于用电设备很可能带来不利的影响甚至损坏。
【发明内容】
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种放电电位较高，无电压滞后效应，能够有效提高锂电池的能量密度，并且方法简便易行，适合大规模生产应用的锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法。
[0006]本发明包括如下技术方案:
[0007]锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法,其特点是:包括以下制备步骤:
[0008]步骤1:按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；
[0009]步骤2:将步骤I制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10°C /min速度将前驱体升温到400-600°C，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。
[0010]本发明还可以采用如下技术措施:
[0011]所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。
[0012]所述步骤I中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升/克。
[0013]本发明具有的优点和积极效果:
[0014]本发明选用了 CFx、蔗糖和LiF作为原料，在去离子水中球磨包覆，搅拌烘干成均匀的前驱体，通过逐渐升温烧结，保持了 CFx结构的稳定，有效提高了锂一次电池CFx正极材料的导电能力，提供了 Li离子的反应通道，在电化学放电过程中提高了材料的电位，消除了放电初期电压滞后现象，并且不影响材料的电化学容量，保证用电设备的正常使用，而且便于操作，适合大规模生产应用。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例1制备的电极材料电化学放电曲线图；
[0016]图2是比较例I制备的电极材料电化学放电曲线图；
[0017]图3是比较例2制备的电极材料电化学放电曲线图。
【具体实施方式】
[0018]为能进一步公开本发明的
【发明内容】
、特点及功效，特例举以下实例详细说明如下。
[0019]锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特点是:步骤包括:
[0020]步骤1:按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；
[0021]步骤2:将步骤I制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10°C /min速度将前驱体升温到400-600°C，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。
[0022]所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。
[0023]所述步骤I中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升/克。
[0024]实施例1:
[0025]步骤1:将50gCFx,2.5g鹿糖,0.25gLiF混合,在200ml去离子水中球磨包覆5小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体；
[0026]步骤2:将步骤I制成的前驱体置于高温炉中，氩气气氛下以5°C /min升温到500°C，烧结3h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。
[0027]采用本发明制成的正极材料制作成扣式模拟电池(电解液lmol/1高氯酸锂，EC/DMC= 1/2)。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图1所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，本发明制作的锂一次电池CFx正极材料有效提高了材料的导电能力，提供了Li离子的反应通道，具有放电电位高，放电初期无电压滞后现象，有效提高了锂电池的能量密度，并且方法简便易行，适合大规模生产。
[0028]比较例1:将未处理的CFx作为正极材料。
[0029]采用比较例I的正极材料制成扣式模拟电池测试，(电解液lmol/1高氯酸锂，EC/DMC= 1/2)。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图2所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，采用比较例I正极材料，使得放电平台较低，放电初期无电压滞后现象。
[0030]比较例2:
[0031]步骤1:将50gCFx，2.5g蔗糖，在200ml去离子水中球磨包覆5小时，取出后，在磁力搅拌中，烘干得到均匀的前驱体；
[0032]步骤2:将所得的前驱体置于高温炉中，氩气气氛下5°C /min升温到500°C，高温烧结3h，自然降温冷却后制得包覆改性CFx正极材料。
[0033]采用比较例2制成的正极材料制作成扣式模拟电池(电解液lmol/1高氯酸锂，EC/DMC = 1/2)。对电池进行包括放电的测试试验，得到如图3所示电极材料电化学放电曲线图。结果表明，采用比较例2正极材料，放电电位有所提高，但是仍未解决放电初期电压滞后的问题。
[0034]通过比较，可以发现，两个比较例制备的材料，未处理的CFx，在电化学放电过程中，存在明显的电压滞后效应，且电压平台较低，在2.5V左右；在未使用复杂电解液体系的条件下，单纯炭包覆会在一定程度上改善电压滞后效应，提高电压；而本发明氟化锂的加入可以几乎完全消除放电初期电压滞后的现象。由于包覆改性加入碳和氟化物量很小，几乎不影响材料的比容量。
[0035]本发明材料的利记博彩app简单，材料容量基本不受影响，放电电压较高，无电压滞后，解决了 CFx材料在应用中的问题，适合大规模生产应用的需要，为高功率、高能量用电设备，为航空航天等特殊领域高比能量电源打下了良好的基础。
[0036]尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法,其特征在于:包括以下制备步骤: 步骤1:按照重量比为150-250:5-15:1的比例将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料；按照每克混合材料加入2-10毫升去离子水的比例，将混合材料在去离子水中球磨包覆2-10小时，取出后，在磁力搅拌中烘干，得到均匀的前驱体； 步骤2:将步骤I制成的前驱体置于高温炉中，惰性气体气氛下以2-10°C /min速度将前驱体升温到400-600°C，烧结2-6h，自然冷却至室温，完成本发明锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。2.根据权利要求1所述锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于:所述CFx、蔗糖和LiF的重量比为200:10:1。3.根据权利要求1所述锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，其特征在于:所述步骤I中去离子水与混合材料的比例为3.7-3.8毫升/克。
【专利摘要】本发明涉及一种锂一次电池CFx正极材料表面包覆方法，步骤包括：将CFx、蔗糖和LiF制成混合材料，将混合材料在去离子水中球磨包覆，磁力搅拌中烘干，得到均匀前驱体；将前驱体在惰性气体气氛下烧结，冷却至室温，完成锂一次电池CFx正极材料表面包覆过程。本发明选用CFx、蔗糖和LiF作为原料，在去离子水中球磨包覆，搅拌烘干成前驱体，通过逐渐升温烧结，保持了CFx结构的稳定，有效提高了锂一次电池CFx正极材料的导电能力，提供了Li离子的反应通道，在电化学放电过程中提高了材料的电位，消除了放电初期电压滞后现象，并且不影响材料的电化学容量，保证用电设备的正常使用，而且便于操作，适合大规模生产应用。
【IPC分类】H01M4/583
【公开号】CN105655587
【申请号】
【发明人】卢志威, 丁飞, 刘兴江, 孙文彬, 任丽彬
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月10日