[发明专利]一种熔盐电解质的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电解质材料及其制备技术领域，特别涉及一种熔盐电解质的制备方法。

背景技术

热电池是用电池本身的加热系统把不导电的固体状态盐类电解质加热熔融呈离子型导体而进入工作状态的一种热激活储备电池。加热储备和长期储存是热电池的两大特征。激活后可以在很短的时间内以1500mA/cm²密度放电，也可以低电流密度(<50mA/cm²)放电数小时。由于具有工作温度高(350～550℃)、比能量高、比功率大、放电速率高、使用环境温度宽、贮存时间长(可达10～25年)、激活时间短(0.2～0.5s之间)、结构紧凑、工艺简便、造价低及不需要维护等优点，热电池目前已广泛应用在许多高新武器中作为工作电源，如战术战略导弹、巡航导弹、反导导弹、核武器、各种先进炸弹、火炮、水雷等，在军事领域发挥着不可替代的作用。此外，热电池在民用领域中，如飞机应急电源、火警电源、地下高温探矿电源等方面的应用也开始得到了重视。热电池中熔盐电解质的性能好坏直接决定了电池性能的好坏。

目前发展的高比能、大功率、长寿命热电池要求熔盐电解质具有低熔点、高电导率、高稳定性的特点。国内外科技工作者虽然对低熔点、高电导率的熔盐电解质进行了大量的研究，熔盐体系主要有KCl-LiCl、LiCl-LiBr-KBr等低共熔体系，但仍然很不完善。因此，应加快对低熔点、高电导率和高稳定性熔盐体系的研究工作，以满足我国武器装备对新型热电池和熔盐电解质材料的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔盐电解质的制备方法，通过调整组元重量百分比达到降低熔点、提高电导率和提高稳定性的目的，整个实验过程在RH≤2％的干燥环境中进行，其制备方法为：

(1)以LiCl、KCl、LiBr和KBr为原料，所用原料采用分析纯的化学试剂，其纯度依次为：LiCl≥97.0％、KCl≥99.8％、LiBr≥98.0％和KBr≥99.0％，所用原料均用真空干燥箱在150～250℃下真空干燥4小时，使之完全脱水，真空冷却后保存在干燥器中；

(2)将原料按照重量百分比LiCl：15～20、KCl：15～20、LiBr：30～35和KBr：25～40采用电子天平精确称量，然后用玛瑙研钵研磨均匀充分后备用；

(3)将混合均匀的原料放在高温炉中缓慢升温至600～750℃使之完全熔化并保温1～2h，然后随炉冷却到室温；

(4)将得到的熔盐进行机械破碎和研磨，得到熔盐电解质。

本发明的有益效果为：采用本发明可成功的制备出低熔点、高电导率和热稳定性好的熔盐电解质。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种熔盐电解质的制备方法，下面通过列举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种熔盐电解质的制备方法，整个实验过程在RH≤2％的干燥环境中进行，其制备方法为：

(1)以LiCl、KCl、LiBr和KBr为原料，均采用分析纯的化学试剂，其纯度依次为：LiCl≥97.0％、KCl≥99.8％、LiBr≥98.0％和KBr≥99.0％，所用原料均用真空干燥箱在150℃下真空干燥4小时，使之完全脱水，真空冷却后保存在干燥器中；

(2)将原料按照重量百分比LiCl：KCl：LiBr：KBr＝15：15：35：35采用电子天平精确称量，然后用玛瑙研钵研磨均匀充分后备用；

(3)将混合均匀的原料放在高温炉中缓慢升温至600℃使之完全熔化并保温2h，然后随炉冷却到室温；

(4)将得到的熔盐进行机械破碎和研磨，得到熔盐电解质。

所制得的熔盐采用DSC分析方法测得熔点为330℃，电阻法测量该熔盐在温度为500℃和600℃下的电导率分别为2.66Ω^-1·cm^-1和2.70Ω^-1·cm^-1，热重法测得该熔盐在700℃下失重比<1.9％，具有较好的高温热稳定性。

实施例2

一种熔盐电解质的制备方法，整个实验过程在RH≤2％的干燥环境中进行，其制备方法为：

(1)以LiCl、KCl、LiBr和KBr为原料，均采用分析纯的化学试剂，其纯度依次为：LiCl≥97.0％、KCl≥99.8％、LiBr≥98.0％和KBr≥99.0％，所用原料均用真空干燥箱在250℃下真空干燥4小时，使之完全脱水，真空冷却后保存在干燥器中；