[其他]固體電解質(zhì)鋰蒙脫石及其在電池中的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85103956
• 申請日: 1985-05-23
• 公開（公告）號: CN85103956A
• 公開（公告）日: 1986-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范玉琴;吳浩青
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空學(xué)院;復(fù)旦大學(xué);常州電池廠
• 主分類號: H01M6/18
• 分類號: H01M6/18;H01M4/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明有關(guān)鋰固體電解質(zhì)和鋰固體電解質(zhì)電池。

技術(shù)領(lǐng)域：電化學(xué)。

US-4393125和JP-8416093分別公開了用蒙脫石做鋰電池陰極材料中的加厚劑和粘結(jié)劑，而未用作固體電解質(zhì)。

本發(fā)明的任務(wù)是提供一個具有較高的離子電導(dǎo)、低的電子電導(dǎo)的新的鋰固體電解質(zhì)，和由它制成的一個具有較高比能量的鋰固體電解質(zhì)電池。

本發(fā)明的鋰固體電解質(zhì)是層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽Li_0.66Si₈（Al_3.34Mg_0.66）O₂₀（OH）₄即鋰蒙脫石，和層間吸附有碳酸丙烯酸酯（P.C.）的鋰蒙脫石。

所用材料為天然礦產(chǎn)鋰蒙脫石，層間含鋰離子占全部陽離子的90%，含層間吸附水15%，離子電導(dǎo)率為1×10^-3Ω^-1cm^-1（25°）。將此材料脫去層間水化水，在25℃，它的離子電導(dǎo)率為5×10^-5Ω^-1cm^-1。

由65%脫水的鋰蒙脫石和35%P.C.均勻混合組成的P.C.鋰蒙脫石呈塑性，在25℃，它的離子電導(dǎo)率為4×10^-4Ω^-1cm^-1（吸附量可視需要而定），除吸附P.C.外，也可吸附乙二醇二甲醚（D.M.E.），四氫呋喃（T.H.E.）等適合于鋰電池的極性試劑。

本發(fā)明的鋰固體電解質(zhì)電池用上述脫水的鋰蒙脫石或P.C.鋰蒙脫石做固體電解質(zhì)，同時做陰極活性材料（加導(dǎo)電劑）。

除了鋰蒙脫石外，其它離子如H、Na、Mg、Zn、Ag、Ca、NH₄，有機(jī)陽離子等全部或部分置換的蒙脫石也具有良好的離子電導(dǎo)率，可做固體電解質(zhì)或隔膜。

除了用蒙脫石做陰極活性材料外，也可用MnO₂、Pb₃O₄、TiO₂等氧化物，TiS₂、TaS₂、VSe₂、NbSe₂等硫?qū)僭鼗衔铩⒔饘俚饣颬bI₂、SnI₂等以及碘做陰極活性材料。

蒙脫石的每一層是由硅氧四面體和鋁鎂氧八面體組成的帶負(fù)電的結(jié)構(gòu)單位層，層間是可移動的陽離子，極性分子易被吸附在層間，使層間距離膨脹，更降低了導(dǎo)電激活能，因而具有較高的離子電導(dǎo)率。

蒙脫石系列固體電解質(zhì)的優(yōu)點是離子電導(dǎo)率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、為天然礦產(chǎn)，同時可作陰極活性材料，用它制成的電池的突出優(yōu)點是比能量高，制造非常容易，成本很低，可望獲得廣泛的應(yīng)用。

本發(fā)明有如下附圖：

圖（1）是電池結(jié)構(gòu)簡圖。

圖（2）是電池的放電曲線。

圖（1）示出了一種鋰蒙脫石固體電解質(zhì)電池的實施例：（1）為陽極金屬鋰片，（2）為P.C..鋰蒙脫石，（3）為P.C.·鋰蒙脫石和導(dǎo)電劑的均勻混合物組成的陰極片子。該電池開路電壓3.0伏，平均工作電壓1.2伏，工作電流2.75μA/cm²。