本發(fā)明有關(guān)于一種熱量釋放控制裝置及方法，特別是關(guān)于一種鋰硼合金的熱量釋放控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

氧化反應(yīng)可知硼與氧氣發(fā)生作用，其公式如下：

4b+3o2→2b2o3(1)

此放熱反應(yīng)可產(chǎn)生大量熱量如下：

-δh=116kj/gm(2)

然而，硼須在溫度大于攝氏750度才能與氧氣發(fā)生作用而產(chǎn)生放熱反應(yīng)，如此一來將造成其放熱應(yīng)用的門坎。然而，鋰硼合金只須在一般的室溫環(huán)境下即可與氧氣發(fā)生反應(yīng)(即為放熱反應(yīng))，以釋放熱能。目前，鋰硼合金只作為電池電極材料的應(yīng)用，尚未作為控制熱量釋放的應(yīng)用。

相關(guān)鋰硼合金的專利文獻(xiàn)或技術(shù)文獻(xiàn)如下：例如中國(guó)專利cn200810227589揭示鋰硼合金為多孔隙的狀態(tài)，其比表面面積會(huì)比純鋰金屬大，所以它比純鋰金屬的活性更強(qiáng)。在普通大氣環(huán)境下暴露，容易發(fā)生氧化反應(yīng)，放出一種有特殊氣味的氣體(b2h6)。如果沒有嚴(yán)密的保護(hù)措施，合金錠容易氧化變黑，發(fā)生嚴(yán)重變質(zhì)，影響使用。

該專利文獻(xiàn)（cn200810227589）更揭示一種鋰硼合金的保護(hù)方法。其方法是將鋰硼合金浸入保護(hù)油中，保護(hù)油為機(jī)械油或食用油，浸泡至沒有氣泡冒出，在鋰硼合金表面覆蓋保護(hù)性油膜，取出合金進(jìn)行充氣封裝或真空包裝，充氣封裝的氣體為稀有氣體、co２或h２。

然而，該專利文獻(xiàn)（cn200810227589）只揭示鋰硼合金的保護(hù)方法是防止鋰硼合金氧化變黑的變質(zhì)，并未揭示當(dāng)鋰硼合金在室溫下與氧氣發(fā)生作用而產(chǎn)生熱能時(shí)，控制鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

再例如中國(guó)專利cn201310533223揭示一種鋰硼(li-b)吸氣材料的制備方法，其方法如下：1.采用金屬鋰錠、微細(xì)硼粉、碳粉、碳化硼粉、鎂粉及/或鋁粉配料；2.將配料放入氬氣保護(hù)的電阻加熱爐中加熱到370℃，保溫、攪拌1小時(shí)，使粉末完全浸沒其中；之后冷卻至室溫；加熱時(shí)，控制升溫速率為2℃/min；3.將冷卻后的錠子在室溫下、在相對(duì)濕度小于2%的空氣中經(jīng)開坯，冷軋，成為l×50(mm)的帶材，將其沖壓成直徑10mm的預(yù)合金圓片；4.將預(yù)合金圓片放入氬氣保護(hù)的電阻爈中加熱到700℃保溫15分鐘，冷卻至室溫后取出放入相對(duì)濕度小于2%的空氣中0.5小時(shí)，得到表面鈍化式吸氣片；5.預(yù)合金片與表面鈍化式吸氣片均用鋁箔袋封裝待用。

該專利文獻(xiàn)（cn201310533223）主要使上述鋰硼(li-b)合金只要經(jīng)過600-700度，就可對(duì)鋰硼(li-b)合金進(jìn)行加工，而得到不同形狀的吸氣材料，且避免了自燃現(xiàn)象。

然而，該專利文獻(xiàn)（cn200810227589）只揭示鋰硼合金在吸氣領(lǐng)域的應(yīng)用問題，并未揭示當(dāng)鋰硼合金在室溫下與氧氣發(fā)生作用而產(chǎn)生熱能時(shí)，控制鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

又例如美國(guó)專利us4,162352揭示一種包括鋰硼合金的電極材料，可作為電化學(xué)電池的新電極材料。鋰硼合金由骨架狀鋰硼(lib)化合物和吸附在其中的金屬鋰組成，熔點(diǎn)可到600度以上，其電性與純鋰相近。鋰硼合金遠(yuǎn)高于目前所用的鋰硅合金，又克服了純鋰電極高溫易流動(dòng)的缺點(diǎn)，是目前公認(rèn)為最佳的電池陽(yáng)極材料。

然而該專利文獻(xiàn)（us4,162352）只揭示鋰硼合金的硼的重量百分比(weightpercentage)界于10至50之間，但是亦未揭示當(dāng)鋰硼合金在室溫下與氧氣發(fā)生作用而產(chǎn)生熱能時(shí)，控制鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

有鑒于此，便有需要提供一種鋰硼合金的熱量釋放控制裝置及方法，用以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種鋰硼合金的熱量釋放控制裝置及方法，控制該鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置，包括：一容器；一鋰硼合金，放置于該容器內(nèi)；以及一氧氣流量控制單元，連通于該容器，用以控制給該容器的氧氣流量。

該氧氣流量控制單元連通于一氧氣供應(yīng)源或大氣環(huán)境。

其中該鋰硼合金的分子式為lixb1-x，x為鋰的原子分?jǐn)?shù)(atomicfraction)，其較佳地介于0.1至0.95之間，其更佳地介于0.3至0.9之間。

該鋰硼合金的熱量釋放控制裝置更包括一隔離單元，用以包覆該鋰硼合金，使該鋰硼合金與氧氣隔絕，使鋰硼合金保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而不產(chǎn)生放熱反應(yīng)。

當(dāng)使用者要使用該鋰硼合金時(shí)，只需要將隔離單元拆除，并取出該鋰硼合金就可在一般的室溫環(huán)境下與氧氣反應(yīng)，以產(chǎn)生足夠熱能作為應(yīng)用。

在一實(shí)施例中，該隔離單元為一薄膜，貼附于該鋰硼合金的表面。

在另一實(shí)施例中，該隔離單元為一硬殼體，且該硬殼體與該鋰硼合金之間填充一氣體，該氣體為氮?dú)饣蚨栊詺怏w?；蛘?，該隔離單元為一硬殼體，且該硬殼體與該鋰硼合金之間抽干該硬殼體與該鋰硼合金之間的空氣。

在又一實(shí)施例中，該隔離單元為一軟殼體，且該軟殼體與該鋰硼合金之間填充一氣體，該氣體為氮?dú)饣蚨栊詺怏w。或者，該隔離單元為一軟殼體，且該軟殼體與該鋰硼合金之間抽干該軟殼體與該鋰硼合金之間的空氣。

另外，本發(fā)明的鋰硼合金熱量釋放控制方法，包括下列步驟：提供一鋰硼合金放置于一容器內(nèi)；以及控制給該容器的氧氣流量?？刂圃撲嚺鸷辖鸬呐鸷靠傊丶把鯕饬髁浚詻Q定釋放熱量的總量及釋放速度。當(dāng)熱量釋放速度低時(shí)，此時(shí)的鋰硼合金以塊狀型態(tài)與氧氣發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)熱量釋放速度高時(shí)，此時(shí)的鋰硼合金以粉狀型態(tài)與氧氣發(fā)生反應(yīng)。

本發(fā)明的特點(diǎn)在于當(dāng)鋰硼合金在室溫下與氧氣發(fā)生作用而產(chǎn)生熱能時(shí)，控制鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

再者，本發(fā)明的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置還包括一隔離單元，用以包覆該鋰硼合金，使該鋰硼合金與氧氣隔絕，使鋰硼合金保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而不產(chǎn)生放熱反應(yīng)。當(dāng)使用者要使用該鋰硼合金時(shí)，只需要將隔離單元拆除，并取出該鋰硼合金就可在一般的室溫環(huán)境下與氧氣反應(yīng)，以產(chǎn)生足夠熱能作為應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明的隔離單元的第一實(shí)施例示意圖。

圖3為本發(fā)明的隔離單元的第二實(shí)施例示意圖。

圖4為本發(fā)明的隔離單元的第三實(shí)施例示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100鋰硼合金的熱量釋放控制裝置；

110薄膜；

120鋰硼合金；

130氣體；

140硬殼體；

141外蓋；

150軟殼體；

160容器；

170氧氣流量控制單元；

180氧氣供應(yīng)源。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的鋰硼合金只須在一般的室溫環(huán)境下即可與氧氣發(fā)生反應(yīng)(即為放熱反應(yīng))，以釋放熱能。因此，本發(fā)明借由控制鋰硼合金的硼含量總重及氧氣流量，以決定釋放熱量的總量及釋放速度。

本發(fā)明的鋰硼合金可借由下列制造方法而獲得：

首先，在坩堝內(nèi)加入適量的鋰金屬及硼，并加熱至攝氏250-400度之間。該鋰金屬的熔點(diǎn)為攝氏182度，因此一開始加熱至攝氏250度時(shí)，鋰金屬會(huì)完全形成鋰金屬溶液，而硼還是呈現(xiàn)固態(tài)。

然后保持坩堝內(nèi)保持溫度在攝氏250-400度之間，并使用機(jī)械進(jìn)行攪拌，直到硼完全熔解在鋰金屬溶液內(nèi)而形成一鋰硼溶液。

硼熔解于鋰金屬溶液內(nèi)的時(shí)間至少需要10分鐘至1小時(shí)，或者更長(zhǎng)，其熔解時(shí)間主要取決于硼的大小及鋰和硼的比例，而且在熔解時(shí)需要保持坩堝內(nèi)的溫度在攝氏250-400度之間。

然后，當(dāng)硼完全熔解在鋰金屬溶液內(nèi)而形成該鋰硼溶液后，緩慢地加熱坩堝內(nèi)的溫度，由攝氏400度升高至550度。

在溫度升高的過程中，鋰硼溶液會(huì)隨著溫度的升高而黏度增加，直到鋰硼溶液形成一凝固態(tài)鋰硼合金。要特別強(qiáng)調(diào)的是，鋰硼溶液主在是在攝氏溫度530到550度的范圍內(nèi)，形成鋰硼合金。

該鋰硼合金的分子式為lixb1-x，x為鋰的原子分?jǐn)?shù)(atomicfraction)，其較佳地介于0.1至0.95之間，其更佳地介于0.3至0.9之間，鋰硼合金在一般的室溫環(huán)境下即可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，可產(chǎn)生足夠的熱能。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置示意圖。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例所述的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置100。該鋰硼合金的熱量釋放控制裝置100，其包括一容器160、一鋰硼合金120及一氧氣流量控制單元170。該鋰硼合金120經(jīng)由該容器160的一入口(圖未示)而放置于該容器160內(nèi)。該氧氣流量控制單元170(例如調(diào)節(jié)閥)連通于該容器160，并連通于一氧氣供應(yīng)源180或大氣環(huán)境，用以控制給該容器160的氧氣流量。

舉例，借由控制鋰硼合金的硼含量總重(例如1,000公克)及氧氣流量(例如15升/分)，可決定釋放熱量的總量(例如1,000×116千焦耳)及釋放速度(例如1120千焦/分)，所釋放的熱量可經(jīng)由該容器160的一出口(圖未示)而加熱空氣或水，以作為冬天時(shí)的暖氣用或野外求生所需的(緊急)熱源來源。由于熱量釋放速度低，此時(shí)的鋰硼合金以塊狀型態(tài)與氧氣發(fā)生反應(yīng)即可。

再舉例，借由控制鋰硼合金的硼含量總重(例如10,000公克)及氧氣流量，可決定釋放熱量的總量(例如10,000×116千焦耳)及釋放速度，所釋放的熱量可經(jīng)由該容器160的一出口(圖未示)而加熱空氣或水，以作為火箭、魚雷等的推進(jìn)能量來源或石化產(chǎn)業(yè)等所需鍋爐燃料來源。由于熱量釋放速度高，此時(shí)的鋰硼合金須以粉狀型態(tài)與氧氣發(fā)生反應(yīng)。

當(dāng)鋰硼合金與氧氣發(fā)生反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生硼氧化物(b2o3)及鋰(li)。硼氧化物(b2o3)可利用鉀(k)進(jìn)行還原反應(yīng)或利用電解方式而得到純硼(b)?；厥盏呐?b)及鋰(li)可再利用鋰硼合金的制造方法而制成鋰硼合金。

因此，本發(fā)明的創(chuàng)新概念是利用熱能或電能而制造出鋰硼合金以將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，然后再利用本發(fā)明的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置將該鋰硼合金的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能或電能。

再者，若要避免鋰硼合金在一般室溫環(huán)境下與氧氣發(fā)生作用，本發(fā)明需要有一隔離單元，用以保存鋰硼合金。該隔離單元包覆該鋰硼合金，使該鋰硼合金與氧氣隔絕，就可避免鋰硼合金產(chǎn)生放熱反應(yīng)。當(dāng)本發(fā)明的鋰硼合金的熱量釋放控制裝置使用該鋰硼合金時(shí)，只需由該隔離單元內(nèi)取出該鋰硼合金并放置于容器內(nèi)，并在一般的室溫環(huán)境下與氧氣反應(yīng)，即可產(chǎn)生熱能作為應(yīng)用。

圖2為本發(fā)明的隔離單元的第一實(shí)施例示意圖。

請(qǐng)參閱圖2，在本實(shí)施例中，該隔離單元包覆該鋰硼合金120，使該鋰硼合金120與氧氣隔絕。該隔離單元可為一鍍膜110。該薄膜110直接貼附于該鋰硼合金120的表面就可與隔絕鋰硼合金120及氧氧。該薄膜110可以是一膠帶，該膠帶的粘著面直接貼附于鋰硼合金120的表面。當(dāng)要使用該鋰硼合金120時(shí)，只需要直接將膠帶剝除，就可以使用該鋰硼合金120。

圖3為本發(fā)明的隔離單元之第二實(shí)施例示意圖。

請(qǐng)參閱圖3，在本實(shí)施例中，該隔離單元可為一硬殼體140。該硬殼體140與該鋰硼合金120之間填充一氣體130，該氣體130可為氮?dú)饣蚨栊詺怏w?；蛘?，抽干該硬殼體140與該鋰硼合金120之間的空氣。該硬殼體140的使用可防止因?yàn)橥饬Φ钠茐模鴮?dǎo)致隔離單元損壞的可能，進(jìn)而避免鋰硼合金120與氧接觸的可能。該硬殼體140的材質(zhì)可以是玻璃材質(zhì)或金屬材質(zhì)，其密封方法可以使用如密封罐頭的方式。當(dāng)要使用該鋰硼合金120時(shí)，可直接打開該硬殼體140的外蓋141就能拿取該鋰硼合金120。

圖4為本發(fā)明的隔離單元的第三實(shí)施例示意圖。

請(qǐng)參閱圖4，在本實(shí)施例中，該隔離單元可為一軟殼體150。當(dāng)該軟殼體150包覆該鋰硼合金120后，抽干該殼體150與該鋰硼合金120之間的空氣，就可對(duì)鋰硼合金120進(jìn)行保存。或者，填充一氣體于軟殼體150，該氣體130可為氮?dú)饣蚨栊詺怏w。該軟殼體150的材質(zhì)可為一塑料。當(dāng)要使用該鋰硼合金120時(shí)，直接破壞該軟殼體150，然后取出該鋰硼合金120，就可以進(jìn)行使用。

詳言之，該鋰硼合金的熱量釋放控制裝置更包括一隔離單元，該隔離單元可為一薄膜110或一硬殼體140或一軟殼體150，該隔離單元能夠有效的隔絕大氣中的氧氣，使鋰硼合金120保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而不產(chǎn)生放熱反應(yīng)。當(dāng)使用者要使用該鋰硼合金120時(shí)，只需要將隔離單元拆除，并取出該鋰硼合金120在一般的室溫環(huán)境下與氧氣反應(yīng)，即可產(chǎn)生熱能作為應(yīng)用。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。