[發(fā)明專利]一種熱電池復(fù)合型引燃紙及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110586025.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113322115A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海君;陳祥華;萬偉華;盧崇慶;趙洪楷;盧丫;劉丹;劉美美;劉宏;黃曉麗;陽玲;楊冬麗
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: C10L11/06
• 分類號: C10L11/06;C10L11/04;H01M6/30
• 代理公司: 重慶強大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 左康艷

本發(fā)明公開了一種熱電池復(fù)合型引燃紙的制備方法，屬于熱電池制備技術(shù)領(lǐng)域。所述的復(fù)合型引燃紙為雙層結(jié)構(gòu)，分為引燃紙層和助燃層，并粘合在一起，所述的引燃紙層為鋯?鉻酸鋇?高氯酸鉀型引燃紙，助燃層為鋁箔、氧化鋁片、云母片或牛皮紙等。本發(fā)明所提供的復(fù)合引燃紙具有能夠大幅提升引燃紙線燃速的特點，特別適用于激活時間要求短的熱電池。本發(fā)明所提供的方法具有操作簡便的特點，適合熱電池短激活時間要求的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱電池激活系統(tǒng)中的引燃紙相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱電池復(fù)合型引燃紙及其制備方法。

背景技術(shù)

熱電池是以熔鹽作為電解質(zhì)，利用自帶熱源使其熔化而激活的一次儲備電池。具有激活時間短、使用環(huán)境溫度寬、儲存周期長、免維護的優(yōu)點，在武器裝備系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。

熱電池工作時，用外部電信號或機械力使電池內(nèi)部的點火器發(fā)火，點火器的火源通過引燃紙引導(dǎo)到電池內(nèi)部的加熱片，使單體電池達到其工作溫度，將常溫不導(dǎo)電的固態(tài)電解質(zhì)加熱熔融呈離子型導(dǎo)體，正負(fù)極之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能。所以，引燃紙是熱電池工作系統(tǒng)中極為重要的組成部分，其制備質(zhì)量決定了熱電池是否能夠可靠激活以及熱電池激活時間的性能指標(biāo)。

常用引燃紙由鋯粉、鉻酸鋇和纖維在加入水后通過濕法造紙術(shù)制成類似紙張的材料。文獻“熱電池.陸瑞生，劉效疆.北京：國防工業(yè)出版社，2005”指出其制備方法為：

1)將鉻酸鉀和氯化鋇在高溫爐中干燥，然后配制一定濃度的水溶液。

2)把等當(dāng)量數(shù)的鉻酸鉀和氯化鋇溶液混合，生成BaCrO4沉淀，并計算所得BaCrO4的量。

3)把Zr粉從水中撈出，置于真空干燥箱中干燥。

4)取一定量的超細(xì)玻璃纖維，加入已有蒸餾水的燒杯中，攪拌1h。

5)將烘干的Zr粉，新合成的鉻酸鋇，和已經(jīng)打成紙漿的超細(xì)玻璃纖維按質(zhì)量比進行混合，用攪拌器攪拌1h，使混合均勻。

6)將充分混合均勻的漿料慢慢倒入小型造紙器中，邊抽氣，邊到，再用蒸餾水沖洗。

7)從小型造紙器中取出制備好的紙，在真空干燥箱中干燥。

采用上方法制備的引燃紙線燃速一般在10cm/s-20cm/s，這種方法線燃速不高。隨著對熱電池的輸出功率要求越來越高，熱電池高度也越來越高，電芯可能達到300-400mm，所用引燃紙在熱電池激活時引燃紙的完全燃燒時間在1.5-3.0s，再加上火頭發(fā)火和電解質(zhì)熔融時間，總的激活時間可達1.8-3.3s，這對熱電池是不可接受的。

針對上述配方和操作方法的不足，CN103821027A《引燃紙及其制備方法》中嘗試采用二氧化鉛和鋯粉型配方，這種引燃紙制備方法如下：

1)鋯粉清洗、鋯粉干燥、鋯粉過篩；

2)二氧化鉛干燥、二氧化鉛過篩；

3)將聚乙烯醇與水調(diào)配成聚乙烯醇溶液，該溶液為粘合劑；

4)包括氧化劑、還原劑和石棉紙組成引燃紙材料，加水融合，加入粘合劑，攪拌、打紙漿、操紙、干燥。

該方法通過將鉻酸鋇替換為二氧化鉛來提高引燃紙線燃速，操作比較繁瑣，可將引燃紙的線燃燒速度提升到50～400cm/s，但是制備過程中鋯粉需要干燥、過篩，活性特別高的鋯粉在干燥、過篩過程中容易發(fā)生自燃。且該方法制備的引燃紙具有更低的反應(yīng)能壘，所以采用這種方法制備的引燃紙裝配的熱電池受到撞擊或較大量級震動等力學(xué)時有自燃風(fēng)險，導(dǎo)致熱電池意外激活從而降低了產(chǎn)品的可靠度。另外，二氧化鉛在干燥、過篩過程中易飛揚而產(chǎn)生粉塵，含鉛粉塵對自然環(huán)境和操作人員的健康都有很大的影響，經(jīng)常使用存在重金屬中毒或水體污染的隱患。