專利名稱：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
次性儲(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