[發明專利]一種用于貯備熱電池的電解質材料

在審

• 申請號: 201910361512.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110212208A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 白鑫濤;王賀偉;汪東東;王巖
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M6/36
• 分類號: H01M6/36
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 王理盟

本發明公開了一種用于貯備熱電池的電解質材料，采用四元組分LiF?LiCl?LiBr?KBr的共晶鹽體系，高活性MgO或Al₂O₃為粘結劑，經高溫熔融、球磨篩分、真空干燥處理，最終制得長工作時間熱電池用的電解質材料。本發明工藝簡單，設備投入成本小，有很強的實用性。所制電解質材料具有熔點低，離子導電率高的特點，采用該電解質材料研制的熱電池具有工作時間長的特點。

技術領域

本發明涉及貯備熱電池技術，尤其是一種用于貯備熱電池的電解質材料。

背景技術

熱電池是用電池本身的加熱系統把不導電的固體狀態鹽類電解質加熱熔融呈離子型導體而進入工作狀態的一種熱激活貯備電池。由于其電解質在常溫下呈固態，不具有離子導通能力，因此具有長的貯存壽命，同時其具有高的可靠性和較強的環境適應性。熱電池目前被廣泛應用于導彈、魚雷等武器當中。

熱電池用電解質都是由共晶鹽與粘結劑高溫熔融而成。其中高溫熔融的目的是使流動的熔鹽浸潤粘結劑，以確保粘結劑對熔鹽的保持力。電解質中粘結劑的含量是一個重要的物理參數。以目前在研的Li體系熱電池為例，如果MgO的比率太低，就有可能導致正負極之間物理隔絕薄弱或加劇電解質流動性，致使其從電堆中滲出，從而發生短路，影響電池的安全性。但是如果MgO的比率太高，將導致電池的內阻增加，影響電池的工作時間。傳統電解質中MgO的質量比為50％左右。

隨著航天科技和導彈武器的飛速發展，對熱電池性能尤其是工作時間提出了更高要求。長工作時間熱電池的突出特點為電流密度較小，通常小于200mA/cm²，因此尋找具有較低熔點(≤440℃)的共晶鹽，同時具有較低內阻的電解質成為一個重要的研究方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，提供一種用于貯備熱電池的電解質材料，為一種熔點較低的共晶鹽體系，并通過減少粘結劑比例降低電解質內阻。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種用于貯備熱電池的電解質材料，它是由四元共晶鹽和粘結劑材料組成，四元共晶鹽為氟化鋰-氯化鋰-溴化鋰-溴化鉀體系，以重量計，四元共晶鹽含量為65％～80％，粘結劑為高活性的MgO或Al₂O₃粉體，粉體比表面積不低于40m²/g，以重量計，粘結劑含量為20％～35％。

所述四元共晶鹽中，以摩爾百分數計，氟化鋰的含量為6％～22％，氯化鋰的含量為18％～22％，溴化鋰的含量為46％～57％，溴化鉀的含量為1％～30％。

優選，所述四元共晶鹽中，以摩爾百分數計，氟化鋰的含量為6％～15％，氯化鋰的含量為18％～21％，溴化鋰的含量為46％～54％，溴化鉀的含量為10％～30％。

所述四元共晶鹽熔點介于380℃～440℃。

本發明的有益效果是：本發明的電解質材料具有熔點較低、內阻較小的特點，采用該種電解質材料研制的熱電池具有工作時間長的特點。

附圖說明：

圖1為本發明所提及高活性MgO材料的SEM圖。

圖2為本發明所提及高活性Al₂O₃材料的SEM圖。

圖3為采用本發明電解質(LiF-LiCl-LiBr-KBr/MgO為粘結劑)以及三元全鋰電解質(LiF-LiCl-LiBr/MgO為粘結劑)的熱電池放電性能比較圖。

具體實施方式

為能進一步公開本發明的發明內容、特點及功效，特例舉以下實例，進行詳細說明如下。但本發明的實施方式不限于此。