[发明专利]一种基于熔盐热喷涂技术叠层制备薄型单体热电池的方法以及薄型单体热电池

说明书

本发明公开了一种基于熔盐热喷涂技术叠层制备薄型单体热电池的方法以及薄型单体热电池，属于电池制备技术领域。该方法包括：(1)制备正极熔盐，将正极熔盐喷涂在集电片上，形成正极层；(2)制备电解质熔盐，将电解质熔盐喷涂在正极层上，形成电解质层；(3)制备负极熔盐，将负极熔盐喷涂在电解质层上，形成负极层；或者，将锂硼合金负极片设置在电解质层上；以及(4)在负极层或锂硼合金负极片上设置集电片，压制成型后得薄型单体热电池。本发明制备方法简单、能够提高电池放电能力和电池稳定性。

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，具体涉及一种基于熔盐热喷涂技术叠层制备薄型单体热电池的方法以及薄型单体热电池。

背景技术

热电池是军事装备中应用最广泛的贮备电池。目前，国内热电池电极片均采用粉末压片工艺制备，大直径的组合极片难以成型，且组合极片不能做的很薄，导致热电池无法小型化。因此，便于工业化实施的薄型单体热电池制造技术，是国防工业亟需解决的一大难题。

发明内容

为了解决现有存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种基于熔盐热喷涂技术叠层制备薄型单体热电池的方法，以解决现有技术热电池极片成型难并且无法小型化的问题。

本发发明的另一个目的在于提供一种薄型单体热电池，其制备工艺简单、放电能力强。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于熔盐热喷涂技术叠层制备薄型单体热电池的方法，包括：

(1)制备正极熔盐，将正极熔盐喷涂在集电片上，形成正极层；

(2)制备电解质熔盐，将电解质熔盐喷涂在正极层上，形成电解质层；

(3)制备负极熔盐，将负极熔盐喷涂在电解质层上，形成负极层；或者，将锂硼合金负极片设置在电解质层上；以及

(4)在负极层或锂硼合金负极片上设置集电片，压制成型后得薄型单体热电池。

本发明将正极材料、熔盐电解质材料和负极材料通过加热熔融的方式形成可喷涂的熔融体，在将各熔融体依次喷涂在集电片上，形成薄型单体热电池。由于在制备过程中，形成正极层、电解质层和负极层的各材料均为熔融体，其不需要使用粘结剂就可以将各个极层相互融合，从而粘结在一起形成单体热电池。由于本发明没有使用粘结剂，因此能够有效避免粘结剂对热电池带来的电池内阻增加、放电能力下降等负面影响，提高了热电池的放电能力。同时，由于本发明采用的是热喷涂工艺，因此能够很好的控制每个极层的厚度，可以将热电池做到薄型化、小型化，解决了现有制备工艺无法实现薄型化和电池性能同时兼顾的工艺难题。此外，本发明工艺简单、方便，可实现批量生产。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(1)中制备正极熔盐的具体过程包括：

将按质量百分比计的热电池正极材料70-88％、熔盐电解质10-27％和削峰剂1-3％混合，然后加热直至熔融状态，得正极熔盐。

本发明在正极熔盐中添加了削峰剂，降低了热电池放电初期的电压高峰，有利于电子电路工作稳定性。而现有的浆料涂覆法的浆料中无法添加削峰剂，原因在于浆料中存在水(有机分散剂中也含有极少水分)，水与Li₂O削峰剂反应生成LiOH，使其丧失了削峰作用。因此，本发明与现有技术相比，其能够通过添加削峰剂来消除电压高峰，提高电池性能的稳定性。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热电池正极材料为FeS₂、CoS₂、NiS₂、FeCoS₂和NiCoS₂中的一种或多种组合，削峰剂为Li₂O和CaSi粉中的一种或两种组合。本发明实施例施用的热电池正极材料为粉体状。