[發明專利]一種熱電池正極材料用的復合電子導電劑

有效

• 申請號: 201811250474.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109449442B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 馮勇;唐立成;王建勇;吳啟兵;李云偉;魏俊華;王華國
• 申請（專利權）人: 貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明屬于熱電池領域，具體涉及一種熱電池正極材料用的復合電子導電劑，所述復合電子導電劑的組成百分數為：鐵粉10％～45％，鈷粉10％～45％，鎳粉10％～45％,經過熱電池性能測試，在含有Fe、Co、Ni的熱電池硫化物正極材料中添加1％?4％的復合電子導電劑，電池抗大電流密度的承載能力與輸出容量可以提高6％以上。如在熱電池復合Fe_0.5Co_0.5S₂正極材料中添加1.5％的復合電子導電劑，電池抗大電流密度的承載能力與輸出容量分別提高10％，6％。

技術領域

本發明屬于熱電池領域，具體涉及一種熱電池正極材料用的復合電子導電劑。

背景技術

熱電池是熱激活儲備電池，它是以熔鹽作電解質，利用熱源使其熔化而激活的一次儲備電池，工作時內部溫度在550℃左右。由于它內阻小,具有很高的比能量和比功率、使用環境溫度寬、貯存時間長、激活迅速可靠、結構緊湊、使用時無方向性不受安裝方位的影響、具有良好的力學性能、不需要維護等優點，一問世就受到軍界的青睞，發展成為導彈、核武器、火炮、彈射椅、黑匣子等現代化武器和應急系統的理想電源。

為了提高熱電池的電性能，在熱電池的正極材料研發上，也在不斷探索與研究，以及正極材料進行各方面的摻雜改性，以其進一步提高熱電池正極材料的承載能力與利用率。迄今為止，在工程上得到廣泛應用熱電池正極材料有FeS₂、CoS₂，以及復合的Fe_xCo_(1-x)S₂和Co_xNi_(1-x)S₂等硫化物正極材料,硫化物正極材料的熱穩定性在600℃左右，通過離子導電劑與電子導電劑等摻雜改性，可以進一步提高正極材料的承載能力與放電容量，在電子導電劑方面，以往添加較多的是1％～10％的石墨、碳納米管等非金屬的碳材料，以此來降低電池的歐姆極化，由于以上碳材料的電導率低，因此，在添加與其他金屬材料相同含量下，不能最大化地提高正極材料的電導率。另外，由于熱電池在激活初期的熱沖擊溫度高達1000℃以上，添加非金屬的碳材料不能有效提高正極材料由于電池激活初期熱沖擊，從而導致正極的材料分解，此外，該熱電池導電劑還存在電導率、正極材料的利用率與實際放電容量低等問題。

申請號為CN201110303177.5公開了一種熱電池薄膜正極制備方法，通過將正極活性物質、電解質、碳納米管以一定的質量比混合均勻，然后加入一定量的蒸餾水，調節混合物粘度，使其成為膏狀并具有一定的粘性。用絲網印刷機使膏狀混合物均勻吸附至基體表面，將覆蓋有活性物質的基體放入真空干燥箱真空干燥，得到熱電池薄膜正極，其中正極材料中導電劑為超細金屬粉體或碳制品材料，具有比功率高、環境適應能力強、貯存時間長、激活速度快、不需要維護等優點，但是該熱電池的正極材料的利用率與實際放電容量仍就存在偏低問題。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供了一種熱電池正極材料用復合電子導電劑。

具體是通過以下技術方案來實現的：一種熱電池正極材料用復合電子導電劑，所述復合電子導電劑的組成百分數為：鐵粉10％～45％，鈷粉10％～45％，鎳粉10％～45％。

進一步的，所述導電劑制備方法包括以下步驟:(1)金屬粉末的預萃?。菏紫认葘㈣F粉、鈷粉與鎳粉單獨置于保護氣氛的球磨灌中球磨2h～6h，取出，分別加入酸溶解，萃取液，震蕩淋洗金屬粉末，重復淋洗3次之后，加熱，得到超細粉末；(2)研磨：先將所得鐵粉、鈷粉與鎳粉超細粉末按照比例稱量重量，在保護氣氛的球磨罐中球磨30min～60min，得到復合粉末材料，再將復合粉末在真空、120℃條件下干燥4h～8h后，得到熱電池正極材料用復合電子導電劑。

進一步的，所述超細粉末純度大于99.4％。

進一步的，所述萃取液由表面活性劑，堿液，鐵或鈷或鎳金屬可溶性鹽溶液按照質量比為1：1：1混合而成。

進一步的，所述堿液濃度為0.2-0.4％。