一种用于锂-二硫化亚铁电池正极活性物质的除杂方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂一次电池技术领域，涉及锂-二硫化亚铁电池正极活性物质的处理 技术，具体涉及一种用于锂-二硫化亚铁电池正极活性物质的除杂方法。
【背景技术】
[0002] 锂-二硫化亚铁（Li/FeS2)电池属于低电压锂电池，其工作电压平台为1.5V，因 此，可以互换相同尺寸的碱锰（Zn/Mn0 2)电池、镍氢电池、碳性电池、锌银电池而作为普通便 携消费电子设备的能源。而锂-二硫化亚铁电池具有比相同尺寸的碱锰（Zn/Mn0 2)电池、 镍氢电池、碳性电池或锌银电池大得多的放电比容量，且环保、重量轻、低温性能好，所以其 作为新一代的功率电池，正越来越受到人们的青睐，具有很好的市场前景。
[0003] 目前，用于制造商业Li/FeS2电池的正极活性物质为二硫化亚铁粉末，二硫化亚铁 粉末绝大多数都是由天然黄铁矿加工获得。而天然黄铁矿中含有较多可溶于电解液的金属 杂质离子，如Zn 2+、Fe' Fe' Cu2+等，当这些金属杂质离子在电解液中的溶解度超出某个范 围时，就会在负极上生成枝状晶体，如果这些枝状晶体刺穿隔膜就会引起或促进本领域中 公知的内部短路现象的发生。Li/FeS 2电池作为高能量锂一次电池，一旦产生所述的内部短 路，有可能因为短路电流增大，发热量剧增，导致Li/FeS2电池爆炸起火的安全性事情的发 生。
[0004] 为了去除天然黄铁矿中的金属杂质离子，公开号为CN102396088A的中国发明专 利申请公布了用酸的溶液从电极中除去杂质的方法，但此方法存在酸洗后新引入的酸不 易去除的问题，如果酸留在电极中会对Li/FeS 2电池的电性能造成影响；另外，在烘烤除 去大量水的过程中，水会和二硫化亚铁粉末反应重新生成了 Fe2+或Fe 3+杂质。公开号为 CN102473896A的中国发明专利申请公布了在电解液中加入螯合剂的方法去除引入电池单 体的杂质，但此方法存在螯合剂加入电池中是否会影响电池的电性能、储存性能或安全性 能的问题，要排除这些疑虑需要花费大量的人力、物力和时间去验证，因此不符合经济性原 则。
[0005] 基于此，有必要提供一种不会在电池中引入新杂质，经济适用并能去除锂-二硫 化亚铁电池正极活性物质中杂质的方法。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于锂-二硫化亚 铁电池正极活性物质的除杂方法，该方法不会在电池中引入新杂质，经济适用并能很好的 去除锂-二硫化亚铁电池正极活性物质中的杂质。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0008] -种用于锂-二硫化亚铁电池正极活性物质的除杂方法，包括如下步骤：
[0009] 提供包含二硫化亚铁粉末的正极活性物质；
[0010] 将所述正极活性物质用有机溶剂进行萃取，从所述正极活性物质中除去杂质；以 及，
[0011] 对所述活性物质进行真空干燥；
[0012] 其中，所述有机溶剂为乙二醇二甲醚（DME)和/或1，3-二氧戊环（DOL)。
[0013] 进一步地，所述二硫化亚铁粉末的粒径为10~40 y m。
[0014] 进一步地，所述有机溶剂为乙二醇二甲醚和1，3-二氧戊环的混合溶剂，其中，乙 二醇二甲醚的重量百分比为25~45wt%，1，3_二氧戊环的重量百分比为55~75wt% ;
[0015] 更进一步地，所述有机溶剂为乙二醇二甲醚和1，3_二氧戊环的混合溶剂，其中， 乙二醇二甲醚的重量百分比为25wt%，1，3_二氧戊环的重量百分比为75wt%。
[0016] 进一步地，所述萃取的方法为索氏提取法。
[0017] 更进一步地，所述索氏提取法的温度为70~90°C。
[0018] 进一步地，所述真空干燥的温度为70~150°C ;
[0019] 更进一步地，所述真空干燥的温度为100°C。
[0020] 进一步地，所述真空干燥为将所述正极活性物质干燥至水分含量小于0.1 wt%。
[0021] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0022] (1)现有锂-二硫化亚铁电池电解液的溶剂含有乙二醇二甲醚和1，3-二氧戊环， 本发明直接用配制电解液的溶剂组分来萃取锂-二硫化亚铁电池正极活性物质中的杂质， 因此不会在电池中引入新杂质，正极活性物质也不会与大量水接触导致Fe 2+或Fe 3+杂质的 产生。
[0023] (2)经萃取后的正极活性物质经干燥后即可直接使用，不存在如添加剂加入电池 中会影响电池的电性能、储存性能或安全性能等问题，因此更经济适用。
【具体实施方式】
[0024] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明 作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
[0025] 实施例1
[0026] 对锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质进行除杂处理，步骤如下：
[0027] 将市购的二硫化亚铁粉末作为锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质；为模拟二 硫化亚铁粉末在使用过程中受潮的影响，将二硫化亚铁粉末于湿度为75% ±5%，温度为 25°C ±5°C的环境中放置5天；
[0028] 将所得二硫化亚铁粉末用乙二醇二甲醚和1，3-二氧戊环的混合溶剂（DOL: DME = 75wt% :25wt% )进行索氏提取，索氏提取法的温度为80°C ;
[0029] 然后对二硫化亚铁粉末进行真空干燥：在100°C真空度条件下将二硫化亚铁粉末 烘烤至水分含量为〇. Iwt %以下。
[0030] 将经过除杂处理后的二硫化亚铁粉末作为锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质， 按照常规方法与其它常规组分制成AA型圆柱锂-二硫化亚铁电池100支，记为实验组电 池。
[0031] 实施例2
[0032] 对锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质进行除杂处理，方法与步骤与实施例1的 基本相同，区别在于：
[0033] 1、乙二醇二甲醚和1，3_二氧戊环的混合溶剂中，乙二醇二甲醚的重量百分数 45%，1，3-二氧戊环的重量百分数55% ;
[0034] 2、索氏提取法的温度为70°C ;
[0035] 3、对二硫化亚铁粉末进行真空干燥的温度为70°C。
[0036] 实施例3
[0037] 对锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质进行除杂处理，方法与步骤与实施例1的 基本相同，区别在于：
[0038] 1、乙二醇二甲醚和1，3_二氧戊环的混合溶剂中，乙二醇二甲醚的重量百分数 35%，1，3-二氧戊环的重量百分数65% ;
[0039] 2、索氏提取法的温度为90°C ;
[0040] 3、对二硫化亚铁粉末进行真空干燥的温度为150°C。
[0041] 对照例1
[0042] 采用烘烤干燥的方式对锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质进行处理：
[0043] 1、将市购的二硫化亚铁粉末作为锂-二硫化亚铁电池的正极活性物质；为模拟二 硫化亚铁粉末在使用过程中受潮的影响，将二硫化亚铁粉末于湿度为75% ±5%，温度为 25°C ±5°C的环境中放置5天；
[0044] 2、在100°C真空度条件下将二硫化亚铁粉末烘烤至水分含量为0. lwt%以下。
[0045] 将干燥所得的二硫化亚铁粉末，按照常规方法与其它常规组分制成AA型圆柱 锂-二硫化亚铁电池100支，记为对照组电