[發明專利]一種薄型熱電池隔離片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710296543.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106972182B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 趙錦成;蘭偉;鄧亞鋒;楊兆堂;李科;劉效疆
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H01M6/36
• 分類號: H01M6/36
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明涉及一種薄型熱電池隔離片及其制備方法。該方法采用電解質鹽飽和溶液浸潤基體制備得到薄型熱電池，使得極易吸潮溶解的熔鹽電解質制備成隔離片成為可能，該方法不需要嚴苛的操作環境，重復性好，成本低，可根據需要制備不同厚度的隔離片；同時，本發明制備的熱電池隔離片更加薄型化，隔離片厚度在150?350μm范圍內可調，有效縮短熱電池的激活時間，并有效提高其大功率放電能力。

技術領域

本發明屬于熱電池制備技術領域，特別涉及一種采用飽和溶液浸潤制備薄型化熱電池隔離片的工藝方法。

背景技術

熱電池是通過固態鹽類電解質加熱熔融成離子型導體而進入工作狀態的熱激活一次儲備電源；熱電池因具有大功率放電、高比能量、高比功率、使用環境溫度寬、儲存時間長、激活迅速可靠、結構緊湊等特點，而成為現代武器(導彈、魚雷、戰略武器等)十分理想的電源，在軍用電源中占有十分重要的地位。

目前，鋰系熱電池是熱電池的主導產品，可以簡單的將其看成由正極、熔鹽電解質和負極組成，當工作溫度高于電解質鹽熔點時，電解質便熔化、流動，電池被激活；但是，電解質的流動產生電噪聲，加快自放電，嚴重時造成電池短路，對電池放電性能產生負面影響；因此隔離片作為熱電池組成的關鍵一環，直接影響電池的工作壽命和安全性能等特性。

目前，為了抑止電解質的流動，通常采用比表面積大的化學惰性物質(比如MgO)添加到電解質中以抑制電解質的流動；但是采用該方法制備的隔離片直徑尺寸有所限制，此類熱電池放電過程中內阻較大，大功率放電能力不佳。

并且，熱電池理想的電解質，既須具備較好的電子絕緣性以隔離正負極材料，又要能提供穩定的離子傳輸通道；考慮到熱電池高溫的工作條件和負極材料在高溫下極強的腐蝕性，為保證電池高效安全的運行，熱電池電解質中的隔離材料必須使用絕緣性好、化學穩定性和熱穩定性強的材料；但是，現有的熱電池電解質材料通常是由氧化鎂(MgO)和電解質鹽氯化鋰、氯化鉀按照一定比例混合進行粉體壓片而成，主要問題在于粉體自支撐性差，其機械強度較差，高溫時收縮性和彎曲性容易受到影響導致電池短路，因此厚度不能太薄，從而增大了電池體積，嚴重限制了熱電池小型化的發展。同時此類熱電池其放電過程中，電解質泄漏率變化較大從而使得電池的極化內阻變化大，導致其功率性能較差。

同時，電解質鹽極易吸潮溶解，因此，國內外熱電池隔離片均采用粉末壓片工藝制備，但由于粉體自支撐性差，導致隔離片不能太薄、直徑太大無法成型等問題，已成熱電池小型化的瓶頸，因此，薄型化熱電池隔離片成為未來熱電池小型化亟需解決的重要問題之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄型熱電池隔離片及其制備方法，該熱電池隔離片更加薄型化，穩定性好，同時該隔離片能夠有效縮短熱電池的激活時間，提高其大功率放電能力。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：提供一種薄型熱電池隔離片的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備電解質鹽飽和溶液；

(2)將基體置于所述電解質鹽飽和溶液中浸潤一段時間，取出，再經干燥、固化、壓制，制得薄型化熱電池隔離片。

本發明的有益效果為：通過采用電解質鹽飽和溶液浸潤基體的方法制備熱電池隔離片，使得極易吸潮溶解的電解質鹽制備成隔離片成為可能，本發明方法不需要嚴苛的操作環境，重復性好，成本低，可根據需要制備不同厚度的隔離片，是目前高功率熱電池理想的隔離材料制備方法。

同時，本發明制備的熱電池隔離片更加薄型化，隔離片厚度在150-350μm范圍內可調，有效縮短熱電池的激活時間，并有效提高其大功率放電能力。

并且，本發明采用浸潤方法可以獨立制備一定厚度的隔離片，再將熱電池正極片和負極片一起組裝為薄型化熱電池單體電池，操作簡單，便于大規模生產。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：