Vol.18 No.1 管从胜等：二次熔盐锂电池用二硫化铁的合成及性能测试 ·71· 去，pH<4后，产物中FeS2含量高达98%，但随pH值减小，FeS2收率减小，为了获得较高含 量的FS2,并且保证高的反应收率，控制合成反应的pH=4~7为宜，用硫酸调整酸溶液的pH值. 25FeS2活性电极材料的性能测试 将合成FeS,活性电极材料与净化后的 二电极引线 LiC-KC共晶盐粉未及还原铁粉混合均匀， 压人钼丝网的集流体内制成电极.阳极采用自 玻璃杯 制的B-LiAl合金，电解质用LiC一KC共晶 电解质 (LiCI-KCI) 盐，测试温度为(723±5)K,模拟电池装置图 阴极(Fes,) 示于图3.测试均在氩气保护下进行. 隔膜(MgO) 放电电流对FeS,活性材料利用率有一定 阳极(B-LiAI) 的影响.实验所用FeS,正极片的截面积为 3.00cm(按压制模具计算)，而实际电极的有效 面积远大于该值.放电电流对FS2活性材料利 图3模拟电池示意图 用率的影响示于图4(a).从图4a)可以看出，随着放电电流密度增加，FeS2活性材料的利用率 2.5a) 2.5r 放电电流/mA (b) 第：次薇电 2.0 0 2.0 3 第3次放电 8 45 第4次放电 4 100 第5次故电 1.5 1.5 出 电 1.0 1.0 0.5 0.5 0 0 20 40 60 0 40 60 FeS,活性材料的利用率/% FeSz活性材料的利用率/% 图4放电电流(a)和放电周次(b))对FeS2活性材料利用率的影响 降低.当电流为100mA时，FS2活性材料的利用 率只有20%左右，而且无明显平台电位出现. 这说明放电电流越大，偏离可逆程度越大·图 > 2.0 4a)中的放电曲线为不同电池第一次放电结 1.5 果，而对同一只电池放电周次的影响示于图4(b). 必 1.0 从图4b)可以看出，放电周次增加， FeS2活性材料的利用率明显减小.究其原 0.5 自制 因，可能是氧化镁粉末隔膜的效果不好，有明 20 40 60 显的自放电现象，第5次放电时，FeS2活性 FeS,利用率/% 材料的利用率仅为25%. 合成FeS2和试剂FeS2放电性能比较结果 图5试剂和自制的FeS2放电性能比较Vb l . 18 N b . 1 管从胜等 : 二次熔盐锉 电池用二硫化铁的合成及性 能测试 去 . p H < 4 后 , 产物 中 eF S Z 含量高达 98 % , 但随 p H 值减小 , eF S , 收率减小 . 为 了获得 较高含 量的 F e S Z , 并且保证高的反应收率 , 控制合成反应的 p H = 4 一7 为宜 . 用硫 酸调整 酸溶液的 p H值 . 2 5 eF S : 活 性 电 极 材 料 的 性 能 测 试 将 合成 eF S : 活 性 电 极 材 料 与 净 化 后 的 LI Q 一 K CI 共 晶盐 粉未及 还 原 铁粉 混 合 均 匀 , 压人钥 丝网 的集 流 体 内制成 电 极 . 阳极 采 用 自 制 的 刀一 L IAI 合金 , 电 解 质 用 iL a 一 K O 共 晶 盐 , 测试 温 度为 ( 7 23 士 5) K , 模拟 电池 装 置 图 示于 图 3 . 测 试均 在氢 气保护下 进行 . 放 电电流对 eF S : 活性材 料利 用率 有 一 定 的 影 响 . 实 验所 用 eF S Z 正 极 片 的 截 面 积 为 3 . o mr 辛(按 压制模 具计算 ) , 而 实际 电极 的 有 效 面积远 大于该值 . 放 电电流对 eF S : 活性材 料利 尸一 目~ ` 口 } 州于 口 粉、 - 、 -村\ - “-一 村“ i 去一川 “令 川 “澎 川 `双 川 叫闷「 图 3 模拟电池示意图 用率 的影 响示 于 图 4 (a) . 从图 《 a) 可 以 看 出 , 随着 放 电电流 密度增 加 , F es Z活性 材料 的利 用 率 ( b ) l 第 l 匕二放电 2 第 2 衫二放 电 缸 一 3 第 3 彩夏放电 4 第 4 七 . 二放电 5 第 5 之! 丈放 电 ù、é ,` ō, 八n悦以U 且二. A密国馥嗽ù ( a ) 放 电 电 流 / m A 1 1 0 丫 2 2 0 一 3 30 一 狡万 4 1的 } 污一 l { `nU . `, , 100515 0 嗽国钾绪一A 2 0 4 0 6 0 F es : 活性材 料的利 用率 / % 9 4 0 60 ’Fe S : 活性 材料 的利用 率 / % 图 4 放 电电流 (a) 和 放 电周次 ( b ) )对 eF S : 活性材料利用率的影晌 \ 一 一-\ — 试剂 一 乃石刀 ,` , 11 烈钾国钾留嗽一A 降低 . 当电流 为10 m A 时 , F 6 : 活性材 料 的利用 率 只 有 20 % 左右 , 而 且 无 明 显平 台 电位 出现 . 这说 明放 电电 流越大 , 偏 离可逆 程 度 越 大 . 图 4 a( ) 中 的放 电 曲 线 为 不 同 电 池 第 一 次 放 电 结 果 , 而对同一只 电池 放电周次的影响示于 图4( b) . 从 图 4 伪) 可 以 看 出 , 放 电 周 次 增 加 , eF S Z 活 性 材 料 的利 用 率 明 显 减 小 . 究 其 原 因 , 可 能是 氧化 镁粉末 隔膜 的效果 不好 , 有 明 显 的 自放 电现象 . 第 5 次 放 电 时 , eF S Z 活 性 材料 的利 用率仅为 25 % . 合成 eF S Z 和试剂 F e S : 放 电性能 比较结 果 20 4 0 F e S : 利用 率 / % 图 5 试 剂和自制的 eF S 放电性能比较