[发明专利]热电池用加热粉配方

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电池加热粉配方。

背景技术

热电池是热激活储备电池，它是以熔盐作电解质，利用热源使其熔化而激活的一次性储备电池，工作时内部温度在450℃～550℃。由于热电池内阻小、具有很高的比能量和比功率、使用环境温度宽、贮存时间长、激活迅速可靠、结构紧凑、使用时无方向性不受安装方位的影响、具有良好的力学性能、不需要维护等优点。

目前使用的LiSi/FeS₂体系热电池，输入激活信号引燃加热粉后立即释放出大量的热，其后不再有热量放出，电池堆内的温度完全靠保温来维持，使得电池堆内的热寿命较短。而热寿命又是决定热电池工作寿命的一个关键因素，其限制了热电池的工作寿命。目前的这种加热设计存在以下两方面的缺陷：

其一是激活瞬间释放出大量的热，使得FeS₂正极周围的瞬间温度明显高于其分解温度，对FeS₂形成较大的热冲击，造成FeS₂分解，影响输出容量；

其二是激活开始阶段热量过剩而后期热量不足，热量分布不均衡，影响热寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种热电池用加热粉配方，通过改进现有加热粉的配方，改善热量输出方式，从而延长热电池的热寿命。

本发明的技术方案是：在强还原剂铁粉与强氧化剂高氯酸钾混合组成的加热粉中加入一定比例的共熔盐，通过球磨混合均匀后作为加热粉使用。

铁粉与高氯酸钾的重量配比为84︰16、或83︰17、或82︰18。

所述的共熔盐为NaCl与Li₂SO₄的混合物，共熔盐中NaCl重量百分比38%～45%，Li₂SO₄重量百分比55%～62%。

本发明是通过选用合适的共熔盐来达到调整电池内热量的目的，共熔盐具有焓变大、熔点低于热电池正极分解温度。铁粉与高氯酸钾混合而成加热粉引燃瞬间其温度达到1000℃左右，加入共熔盐后，当温度升高到共熔盐熔点时(499℃)，熔盐发生相变吸热，阻止温度继续上升，从而避免出现高温对正极FeS₂的热冲击，提高正极的利用率。

本发明通过在铁粉与高氯酸钾混合的加热粉中添加共熔盐，在热电池内热量过剩时，加入的共熔盐相变吸热，将热量贮存起来，当热电池内温度降低到接近共熔盐熔点时，共熔盐发生液相向固相转变放热，起到延长热电池热寿命的作用。

本发明与现有技术相比，改进加热粉配方后，工作时间更长，安全性更高。

具体实施方式

本发明的实施例：

实施例一，一种加热粉配方的质量百分比组成为：铁粉（Fe）为76.5%，高氯酸钾(KClO₄)为14.5%，共熔盐(NaCl-Li₂SO₄)为9%。其中共熔盐的质量百分比组成为：硫酸锂占58.3%和氯化钠占41.7%。

实施例二，一种加热粉配方的质量百分比组成为：铁粉（Fe）为74%，高氯酸钾(KClO₄)为15%，共熔盐(NaCl-Li₂SO₄)为11%。其中共熔盐的质量百分比组成为：硫酸锂占58.3%和氯化钠占41.7%。

实施例三，一种加热粉配方的质量百分比组成为：铁粉（Fe）为72%，高氯酸钾(KClO₄)为16%，共熔盐(NaCl-Li₂SO₄)为12%。其中共熔盐的质量百分比组成为：硫酸锂占58.3%和氯化钠占41.7%。

以上实施例中，本发明的组成及重量百分比为：铁粉（Fe）为72%～82%，高氯酸钾(KClO₄)为12%～16%，共熔盐为7%～12%。共熔盐的配制方法为，按硫酸锂占38%～45%和氯化钠占55%～62%的比例称取经过150℃干燥6h～8h的硫酸锂和氯化钠，经560℃烧结共融、固化、粉碎后即可使用。