【摘 要】
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以天然黄铁矿(FeS2)作为正极活性物质的Li／FeS2电池是锂一次电池领域的研究热点。Li／FeS2电池作为一种新型的锂电池具有以下几大优点:比能量和工作电压高、较低的自放电率、防
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以天然黄铁矿(FeS2)作为正极活性物质的Li／FeS2电池是锂一次电池领域的研究热点。Li／FeS2电池作为一种新型的锂电池具有以下几大优点:比能量和工作电压高、较低的自放电率、防漏性能好、工作温度范围宽、对环境无污染等特点。本论文对正极材料黄铁矿(FeS2)进行了热处理,并且对热处理前后的黄铁矿(FeS2)的物化性能、电化学性能进行了研究。
在100℃～550℃温度范围对黄铁矿进行热处理,并且对热处理的样品进行了测试:采用热重.差热分析测试样品的稳定性、堆积密度、吸液量、样品中FeS2含量、晶体结构、颗粒形貌(SEM)及放电容量。结果表明:黄铁矿(FeS2)经过400℃热处理后,分别以3mA·cm-2、0.5mA·cm-2、0.2mA·cm-2电流密度放电,放电比容量分别为450.7mAh·g-1、500.5mAh·g-1、670.9mAh·g-1。
优化了Li／FeS2电池中的正极材料的配比,包括导电剂、粘结剂以及电解液的用量,分析了这些因素对Li／FeS2电池的放电性能和安全性能的影响。通过正交实验得到了较佳的正极配比:石墨:PVDF:电解液=9.0:7.5:1.8。并且在不同放电条件下(2.2Ω,10Ω,50 mA1000 mA)进行放电性能测试。结果表明:用Li做负极,FeS2做正极,制作成Li／FeS2一次电池,1000mA恒电流放电至1.1V,放电时间是碱性Zn／MnO2电池的6.5～7倍。10Ω恒电阻放电至1.1V,Li／FeS2电池的放电性能为碱性Zn／MnO2电池的2～2.5倍。
探讨了不同电极制备工艺对电极性能的影响。两种制备工艺:压膜法和涂布法。采用压模法工艺时,电极片的表面没有不均匀和粗糙现象,因此,电极的成型性好。采用压膜法制备的电极比涂布法制备的电极在较大电流放电情况下放电性能提高约5％。
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