[發(fā)明專(zhuān)利]一種熱電池用CoS2 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011294515.9 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-18 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112563487B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-12-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 羅重霄;趙昱楓;胡華榮;蘇永堂;李長(zhǎng)江 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 上海空間電源研究所 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/58 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/58;H01M6/36;C01G51/00 |
| 代理公司： | 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323 | 代理人： | 賈慧琴;包姝晴 |
| 地址： | 200245 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電池 cos base sub | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱電池用CoS2材料的制備方法，包含：步驟1，分別稱(chēng)取CoC2O4·2H2O、硫磺粉，質(zhì)量比為5:3～5:5；步驟2，將CoC2O4·2H2O置于高溫高壓反應(yīng)爐中，升溫至250℃，保溫1h后自然降溫，持續(xù)通入第一保護(hù)氣，維持正壓為1.05×105Pa；步驟3，待降溫至150℃時(shí)，加入硫磺粉，將反應(yīng)爐抽真空后充入第二保護(hù)氣至1.0×105Pa，密閉反應(yīng)爐；步驟4，升溫至400℃，保溫2?4h，升溫及保溫過(guò)程中維持反應(yīng)爐內(nèi)氣壓小于1.5×105Pa；步驟5，升溫至500℃，保溫2h后自然降溫至室溫，全過(guò)程中打開(kāi)排氣閥，持續(xù)通入第三保護(hù)氣，維持正壓為1.05×105Pa；步驟6，粉碎并過(guò)篩后，得到熱電池用CoS2材料。本發(fā)明提出的方法在生產(chǎn)效率方面較傳統(tǒng)二次硫化的方法有了明顯提升，且對(duì)原材料無(wú)特殊要求，工藝性好，可在熱電池領(lǐng)域中獲得廣泛使用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱電池領(lǐng)域，具體涉及一種熱電池用CoS2材料的制備方法。
背景技術(shù)
熱電池是用電池本身的加熱系統(tǒng)把不導(dǎo)電的固體狀態(tài)鹽類(lèi)電解質(zhì)加熱熔融呈離子型導(dǎo)體而進(jìn)入工作狀態(tài)的一次貯備電池。長(zhǎng)期貯存、比功率高和快速激活是其最主要特點(diǎn)，特別適合作為各種導(dǎo)彈及武器系統(tǒng)的配套電源，在軍事領(lǐng)域具有重要意義。
FeS2和CoS2是以鋰系熱電池中兩種研究應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最成熟的正極材料，其中FeS2通過(guò)對(duì)天然產(chǎn)物黃鐵礦進(jìn)行處理后得到，而CoS2均為人工合成制備。由于CoS2具有熱分解溫度高、離子電導(dǎo)率好等特點(diǎn)，目前在熱電池產(chǎn)品中的使用量已逐漸接近FeS2，特別是在新研高功率熱電池中的占比已超過(guò)FeS2，因此，繼續(xù)開(kāi)發(fā)適合熱電池使用的CoS2材料及其制備方法就成為一項(xiàng)很有軍事及經(jīng)濟(jì)意義的工作。
根據(jù)已有的報(bào)道來(lái)看，CoS2的合成方法有很多，但綜合考慮生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品性能、廢棄物排放等因素，目前熱電池使用的CoS2均通過(guò)鈷粉和單質(zhì)硫在高溫下進(jìn)行固相反應(yīng)所制備。如，劉心宇等人提供了一種二硫化鈷的合成方法(中國(guó)專(zhuān)利CN102020320A)，該方法采用對(duì)鈷粉二次硫化的方法獲得高純度CoS2粉體，但該方法使用石英管密封燒制，生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、單次產(chǎn)量低，不能滿足大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的要求；李強(qiáng)等人同樣提供了一種常壓體系合成高純二硫化鈷粉末的方法(中國(guó)專(zhuān)利CN1594108)，該方法同樣使用鈷粉二次硫化的方法制備CoS2，但該方法需在兩次硫化過(guò)程中進(jìn)行粗品的研磨、過(guò)篩或分級(jí)等處理，生產(chǎn)工藝較為繁瑣；王潤(rùn)博提供了一種一步法批量合成高純二硫化鈷的裝置及方法(中國(guó)專(zhuān)利CN108069462A)，該方法解決了前述兩種方法操作繁瑣、生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，但該方法對(duì)原材料鈷粉的形貌、顆粒度要求較高，必須使用樹(shù)枝狀還原鈷粉才可滿足一次硫化制備的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有熱電池用CoS2材料生產(chǎn)過(guò)程中，二次硫化法制備工藝繁瑣、生產(chǎn)效率低，一次硫化法對(duì)金屬鈷粉原材料要求高的問(wèn)題，提出以CoC2O4·2H2O作為原材料，采用原位還原-硫化的方法，使得金屬鈷生成后立即硫化，制備滿足熱電池使用的CoS2材料。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種熱電池用CoS2材料的制備方法，其包含：
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