氟化碳在一次锂锰电池中的应用①
2018-08-17刘瑞瑞胡远帅
刘瑞瑞,胡远帅
(宁波超霸能源有限公司,浙江 宁波 315000)
1 前言
锂-二氧化锰电池(Lithium-manganese dioxide,Li-Mn O2),也叫锂锰原电池,是正极为二氧化锰,负极为锂金属的一次锂电池。具有高比能量、放电稳定,自放电低(可达十年)等特点,广泛应用于医疗器械、烟雾报警器、军工设备、智能门锁等领域。氟化石墨(fluorinated graphite)是现目前新型炭/石墨材料研究热点之一,其理论比容量高(864m Ah/g,x=1)[1,2],电化学及热力学性能稳定,与非水系电解质组成的电池,其重量是碱性电池的20%~30%,工作电压及容量高出一倍,相当于碱性电池的6倍~9倍,且贮存性能好,使用温度宽泛[3],本文将氟化石墨引入到一次锂锰电池,做成扣式电池CR2025研究其不同的掺杂量对电池小电流放电性能的影响。
2 实验
2.1 正极饼制作
按照一定的质量比称取石墨、二氧化锰及氟化碳,研磨均匀后加入3%的聚四氟乙烯乳液及少量的去离子水继续搅拌,干燥后经压片机碾压后造粒,称取一定量的粉料压片成型。
2.2 电池的制备及测试
将正极饼、隔膜(聚丙烯无纺布)以及金属锂片组装成扣式CR2025电池,在测试柜上进行1m A放电(电解液由张家港国泰华荣化工新材料提供)。
3 结果与讨论
3.1 确定EMD与导电碳最佳配比

表1 EMD与石墨的含量Tab.1 The amount of EMD and graphite
按照表1 EMD与石墨的质量比配制正极并制作CR2025扣式电池,不同配比的电池1m A放电性能见图1,以选择正极粉中二氧化锰与石墨的最佳配比。

图1 不同EMD含量对应的扣电1mA放电性能Fig.1 The discharge performance of 1mA with different EMD contents
从图上可以看出,放电曲线随着锰碳比的增加,出现先升高后降低的趋势,最佳的锰碳比为8∶1,对应的1m A放电容量平均为150.8m Ah。……
