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      低極化熱電池正極的組成物的制作方法

      文檔序號(hào):7084735閱讀:365來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):低極化熱電池正極的組成物的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種熱電池,特別是一種熱電池正極的組成物。
      背景技術(shù)
      熱電池是熱激活儲(chǔ)備電池,它是以熔鹽作電解質(zhì),利用熱源使其熔化而激活的一
      次性?xún)?chǔ)備電池,工作時(shí)內(nèi)部溫度在450°C 550°C 。由于它內(nèi)阻小具有很高的比能量和比功
      率、使用環(huán)境溫度寬、貯存時(shí)間長(zhǎng)、激活迅速可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、使用時(shí)無(wú)方向性不受安裝方位
      的影響、具有良好的力學(xué)性能、不需要維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),一問(wèn)世就受到軍界的青睞,發(fā)展成為導(dǎo)
      彈、核武器、火炮、彈射椅、黑匣子等現(xiàn)代化武器和應(yīng)急系統(tǒng)的理想電源。 但是,現(xiàn)在技術(shù)生產(chǎn)的熱電池由于正極導(dǎo)電性能差、極化大、耐溫性能差,存在活
      性物質(zhì)分解多、有效容量利用率低等問(wèn)題,主要表現(xiàn)為 ①活性物質(zhì)分解多、有效容量利用率低。正極活性物質(zhì)黃鐵礦(FeS2)的分解活化
      能為227KJ/mo1,屬中等穩(wěn)定物質(zhì),開(kāi)始分解溫度為350°C ,如果50(TC擱置20min,容量損失
      高達(dá)62%,因此,不采取技術(shù)措施電池的活性物質(zhì)分解多、有效容量利用率低。 ②導(dǎo)電性能差。由于正極活性物質(zhì)黃鐵礦為半導(dǎo)體材料,導(dǎo)電性能不好,電池工作
      時(shí)內(nèi)阻大,不但造成負(fù)載能力不強(qiáng),還會(huì)導(dǎo)致熱失控,給電池帶來(lái)安全隱患。 ③極化大。由于正極活性物質(zhì)黃鐵礦顆粒接觸性不好,與電解質(zhì)的濕潤(rùn)性能差,導(dǎo)
      致電極反應(yīng)接觸點(diǎn)少,活性低,極化大,在大電流工作情況下壓降大,負(fù)載能力較差。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是采用新型正極的組成物,提高正極的導(dǎo)電性能、濕潤(rùn)性能和反應(yīng)活性,從而提高活性物質(zhì)利用率和輸出電壓的平穩(wěn)性。
      本發(fā)明的技術(shù)方案是 本發(fā)明的組成及質(zhì)量百分比為黃鐵礦(FeS2)為50 88%,氧化鋰為1 15%,低熔點(diǎn)共熔鹽為5 30%。低熔點(diǎn)共熔鹽的配制方法可以采用三種組成物,一種是43 47 %的LiCl與53 57%的KC1混合;第二種是20 24%的LiCl與64 70%的LiBr和6 16 %的LiF混合,第三種是40 46 %的KBr與52 58 %的LiBr和0. 5 2. 5 %的LiF混合。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,采用該低極化正極材料的熱電池輸出電壓較平穩(wěn),工作時(shí)間更長(zhǎng),安全性更高。 本發(fā)明是通過(guò)選用合適的低熔點(diǎn)共熔鹽來(lái)達(dá)到提高正極性能的,低熔點(diǎn)共熔鹽具有高溫穩(wěn)定性,可以黏附在正極活性物質(zhì)黃鐵礦的表面,還可滲透到微孔中,具有較好的擴(kuò)散能力,同時(shí)具有較好的導(dǎo)電性能,不但不阻止電極反應(yīng),反而為電極反應(yīng)提供更大的場(chǎng)所;氧化鋰是提高電解質(zhì),結(jié)合低熔點(diǎn)共熔鹽的降極化效果,提高了電壓的平穩(wěn)性。
      本發(fā)明通過(guò)在正極活性物中添加低熔點(diǎn)共熔鹽,提高了電池工作時(shí)正極的導(dǎo)電性能,增加了電極的有效反應(yīng)面積,減小了極化,提高了電池的輸出性能。同時(shí)由于采用了低熔點(diǎn)共熔鹽,降低了黃鐵礦的熱分解速率,提高了熱電池正極的耐溫性能。 在正極活性物質(zhì)黃鐵礦(FeS2)基礎(chǔ)材料中加入氧化鋰和低熔點(diǎn)共熔鹽,組成耐低
      極化正極復(fù)合材料,該材料具有較好的大電流負(fù)載能力,提高了電池輸出電壓的平穩(wěn)性,其
      中氧化鋰是增強(qiáng)正極與電解質(zhì)的接觸性能,低熔點(diǎn)共熔鹽對(duì)正極活性物進(jìn)行熱保護(hù),同時(shí)
      改善正極的導(dǎo)電性能,降低極化。
      具體實(shí)施例方式
      具體實(shí)施例方式
      實(shí)施例一,低極化正極組成物的質(zhì)量百分比組成為黃鐵礦(FeS2)為58%,氧化鋰為15%,低熔點(diǎn)共熔鹽為27%。其中低熔點(diǎn)共熔鹽的質(zhì)量百分比組成為43.5X的LiCl和56. 5%的KC1。 實(shí)施例二,低極化正極組成物的質(zhì)量百分比組成為黃鐵礦(FeS2)為88%,氧化鋰為6%,低熔點(diǎn)共熔鹽為6%。其中低熔點(diǎn)共熔鹽的質(zhì)量百分比組成為23X的LiCl與65 %的LiBr和12 %的LiF。 實(shí)施例三,低極化正極組成物的質(zhì)量百分比組成為黃鐵礦(FeS2)為70%,氧化鋰為2%,低熔點(diǎn)共熔鹽為18%。其中低熔點(diǎn)共熔鹽的質(zhì)量百分比組成為45X的KBr與53. 5%的LiBr和1. 5%的LiF。
      權(quán)利要求
      一種低極化熱電池正極的組成物,其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì),熱電池正極的組成物為黃鐵礦50~88%,氧化鋰1~15%,低熔點(diǎn)共熔鹽5~30%。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低極化熱電池正極的組成物,其特征在于所述的低熔點(diǎn)共熔鹽為L(zhǎng)iCl、KCl的混合物,其中LiCl質(zhì)量百分比43 47%,KC1質(zhì)量百分比53 57%。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低極化熱電池正極的組成物,其特征在于所述的低熔點(diǎn)共熔鹽為L(zhǎng)iCl、 LiF、 LiBr的混合物,其中LiCl質(zhì)量百分比20 24%, LiF質(zhì)量百分比6 16%, LiBr質(zhì)量百分比64 70%。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低極化熱電池正極的組成物,其特征在于所述的低熔點(diǎn)共熔鹽為KBr、 LiF、 LiBr的混合物,其中KBr質(zhì)量百分比40 46%, LiF質(zhì)量百分比0. 5 `2. 5%, LiBr質(zhì)量百分比52 58%。
      全文摘要
      本發(fā)明公開(kāi)了一種低極化熱電池正極的組成物,按質(zhì)量百分比計(jì),熱電池正極的組成物為黃鐵礦50~88%,氧化鋰1~15%,低熔點(diǎn)共熔鹽5~30%。本發(fā)明在正極活性物質(zhì)中加入兩種功能材料,從而改善熱電池正極的電化學(xué)性能,提高電池輸出電壓的平穩(wěn)性,其中一種功能材料是增強(qiáng)正極與電解質(zhì)的濕潤(rùn)性能,降低極化,另一種功能材料對(duì)正極活性物進(jìn)行熱保護(hù),同時(shí)改善正極的導(dǎo)電性能,降低極化。
      文檔編號(hào)H01M4/06GK101728510SQ200910311090
      公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
      發(fā)明者吳展強(qiáng), 張勇, 李云偉, 石斌, 趙洪楷, 陳祥華, 魏俊華, 龔英韜 申請(qǐng)人:梅嶺化工廠
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