[发明专利]一种热电池单体电池的制备及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电池技术领域，具体涉及热电池单体电池的制备及其放电测试方法。

背景技术

热电池又称热激活储备电池，是一种高温储备一次电池，它是利用电池本身的加热系统把不导电的固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电池。它由电堆、加热系统、保温垫片、电池壳和带接线柱的电池盖等组成。其中电堆即单体电池包括正极片、负极片、电解质片和片状集流体，它是热电池的核心部件，它的性能好坏直接决定了热电池的性能好坏。热电池具有较大的比功率和比能量、激活时间短、耐苛刻环境条件、贮存时间长等优点，因此它被广泛应用于各类战术导弹、巡航导弹、核武器和各种先进的炸弹等先进武器中。目前热电池单体电池的制备主要采用粉末压片工艺，即正极片、负极片、电解质片分别通过铺粉压制成型或者通过三次铺粉一次压制成型。该工艺需要大量的劳动力和较高的模具成本，使得热电池的生产成本极高。

当前热电池的放电性能测试主要是通过组装成热电池组或者单体电池进行放电。通过装配成热电池组进行放电测试不仅需要大量的劳动力和生产原料，造成研究成本的急剧增加，而且不利于研究单因素对热电池放电性能的影响。通过装配成单体电池进行放电性能测试，不仅节约了大量的原料、时间和减少了劳动力，而且还可以更有针对性地研究单一因素对热电池放电性能的影响。但是当前单体电池的制备主要是利用模具进行粉末压片，这种压片方法易造成模具的损耗，增加了制备成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种更加方便快速、省时省力、低成本、可以有针对性地研究热电池放电性能的单体电池制备及测试方法。

采用的技术方案是：

本发明的热电池单体电池的制备和装配过程在相对湿度小于3% 

的干燥室内进行操作，其热电池单体电池的制备，包括负极电解质复合层的制备、正极的制备、单体电池的装配。

 所述的负极电解质复合层的制备，先将切好的基体材料放入设定

直径的负极金属壳中，然后将负极粉和电解质粉依次铺在基体材料上，铺好后用压片机压制成型，将负极粉与电解质粉复合制成负极电解质复合层。

所述的正极的制备，先将切好的基体材料放入直径相对小于负极

金属壳的正极金属壳中，然后将正极粉铺在基体材料上，铺好后用压片机压制成型，制成正极。

    所述的单体电池的装配，将制备好的负极电解质复合层和制备好的正极叠加起来，即制备成热电池单体电池。

热电池单体电池的放电测试方法，把两个绝缘垫片分别嵌在两片金属夹具上，将制备好的单体电池夹在两个绝缘垫片之间，单体电池的正极金属壳和负极金属壳分别连接具有一定长度的金属导线，最后将两片金属夹具用螺丝拧紧。把装在金属夹具上的单体电池放在管式炉中，通入高纯氩气，加热到一定温度进行放电测试。

上述的基体材料为泡沫或网状铜、镍、铬、银及其合金的多孔导电材料或者柔性石墨纸。

上述的正极金属壳和负极金属壳为不锈钢、镍、铜及其合金的金属壳。

上述的正极金属壳和负极金属壳，其金属壳高度与直径的比值可以在0.15-0.17之间。

上述的负极粉为锂铝合金、锂硅合金或者锂硼合金。

上述的电解质粉为二元、三元或者多元低共熔点电解质。

上述的正极粉为金属硫化物、金属氧化物或者金属氯化物。

上述的金属夹具材质为银、铜、不锈钢。

上述的绝缘垫片材质为云母片、陶瓷纸。

上述的金属导线为金线、银线、铂线、铜线。

本发明的有益效果在于：

1 由于该方法不需要装配成热电池组进行放电测试，因此大大地提高了劳动效率和降低了生产成本。

2由于该方法不需要高精度模具，因此成本进一步降低。

3由于影响该方法制备的单体电池放电性能的因素较少，因此可以高效地研究单因素对热电池放电性能的影响。

4该方法不只局限于粉末压片，通过刷涂或者喷涂制备的薄膜电极或者复合薄膜电极同样适用于该方法。

附图说明

  图1为本发明制备的单体电池结构示意图。

 图2为图1的A-A剖面结构示意图。

图3为本发明单体电池放电测试夹具的结构示意图。

图4为本发明单体电池装在测试夹具上的结构示意图。

 图5为实施例一单体电池100mA/cm²恒流放电曲线。