锂一次电池固态阴极体系中的碳氟高聚物性质

来源:钜大LARGE    2011-06-07 14:23:00    点击量:0

锂与自由卤素配对给电池带来非常大的比容量。但是,该组分的化学活性很高。(固态锂碘电池在商业上很成功,且原型固态健澳电池已成功经过检测)对于氟,存在的问题已经通过有效限制其在石墨基质中的流动性而得到解决。碳氟高聚物可通过炭黑或其他形式的碳在高温下直
接氟化得到,材料具有很高的比能量。碳氟高聚物做阴极的电池OCV值为2.8一3.3V,这依赖于阴极材料的确切成分。因为对于商业阴极材料,电池通常指的是Li-(CF)。商业阴极材料中加碳是为了提高导电性。
放电机理被认为与中间锂夹层化合物的形成相关,锂和氟都处在石墨结构的碳层之间。形成的碳是石墨,改进了电池的放电性能,提高了阴极利用率(在低电流时接近100%)。放电时有锂析出。阴极在有机电解质体系中稳定,因此电池有足够长的储存期。与其他锂电池相同.碳氟高聚物电池也有电压滞后现象,但是只在深度放电情况时出现。
(CF)为负极的电池以多种形式生产出来。这类电池首先是日本Matsushita电子工业公司开发出来的,而军用电池是美国Eagle Piche和Yardney Electri生产出来的。卷式圆柱电池具有最大的容量,用于便携式无线电收音机、测量设备、计算机存储装置等。所谓的“内-外”型电池结构中有中空筒状阴极,中心是锂阳极,外壳是铝制轻壳。Matsushita也可以生产卷式电池,其容量范围为600 -5000mAh;也生产用于自动相机的由两个单元电池组成的电池组。它们可以在很宽的温度范围(-40-85℃)内工作,可为闪光灯提供以以上的脉冲电流。常用纽扣电池主要应用于电子手表和小型计算器。
碳氟高聚物-锂电池的能量密度依赖于电池大小、结构和放电速率,实际能量密度为250-30O W·h/kg和60O W·h/dm,以上,是能量密度
最高的电池之一。电池还有良好的储存性能,正常悄况下,每年自放电不超过0.5%。这些性能使锂-碳氟聚合物电池适于低电流放电,如以几微安放电可用5-6年。