[发明专利]热电池用正极片稳定性测试方法

说明书

本发明公开了一种热电池用正极片稳定性测试方法，涉及热电池技术领域，旨在提高热电池的安全性和可靠性，其特征在于：至少包括如下步骤：步骤101、将含共晶盐的正极材料压制成正极片；步骤102、将正极片埋在具有吸附作用的粘结剂中进行高温煅烧处理；步骤103、通过监测正极片的损失量，评价正极片的稳定性。热电池工作过程中内部平衡温度高达500℃甚至更高，此时正极中的离子导电剂共晶盐处于熔融状态，一旦共晶盐连带正极溢出，与负极材料发生接触，将严重影响热电池的安全性。本发明的要点为监控正极片在具有吸附作用粘结剂中高温埋烧后的溢出量，以此评价正极片的稳定性。

技术领域

本发明涉及热电池技术领域，特别是涉及一种热电池用正极片稳定性测试方法。

背景技术

热电池是用其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接入负载而进入工作状态的一种热激活储备电池。最早采用的正极材料为铬酸钙。20世纪50年代中期，美国海军武器实验室和Eurelca-Williams公司开始使用五氧化二钒作为正极材料。1970年，英国海军部海上技术研究中心采用硫作为热电池正极材料，由于硫在高温条件下易挥发，后来改用二硫化铁作为热电池正极材料。1995年，美国NorthropGrumman公司发现了二硫化钴正极，并将其用于热电池，实效验证结果表明，二硫化钴兼具优异的能量和功率输出能力，是迄今为止最理想的热电池正极材料。

目前，锂系列热电池用正极材料主要为二硫化铁和二硫化钴。为了提高正极的离子电导率，增大共晶盐与正极的接触界面，降低电池的内阻，国内外热电池研究机构均向正极材料中添加一定量的共晶盐，常用的共晶盐为KCl-LiCl和LiF-LiCl-LiBr两个体系。美国Sandia实验室报道，其二硫化钴正极的配方为，活性物质占73.5wt％、共晶盐占25wt％，锂化剂占1.5wt％。

热电池工作过程中内部平衡温度高达500℃甚至更高，此时共晶盐处于熔融状态，单体电池的压制压力过大，或者在苛刻力学工作条件下，均可能出现熔融的共晶盐连带正极一起溢出的问题。一旦溢出物与负极材料发生接触，直接导致局部短路甚至整个电池短路的问题，严重影响热电池的安全性和可靠性。

随着武器系统的升级与进步，对热电池的环境力学要求越来越苛刻，正极片的稳定性变得尤为重要。为了提升热电池的安全性和可靠性，开发了热电池用正极片稳定性测试方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：旨在提高热电池的安全性和可靠性，提供一种热电池用正极片稳定性测试方法；为了达到上述目的，本发明将添加过共晶盐的正极材料压制成正极片并埋入具有吸附作用的粘结剂中，进行煅烧处理，最后计算正极片重量损失值占埋烧前重量的比值，以此评价正极片的稳定性。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种热电池用正极片稳定性测试方法，至少包括：

步骤101、将含共晶盐的正极材料压制成正极片；

步骤102、将正极片埋在具有吸附作用的粘结剂中进行高温煅烧处理；

步骤103、通过监测正极片的损失量，评价正极片的稳定性。

进一步：所述正极材料为二硫化铁或二硫化钴。

更进一步：当所述正极材料为二硫化铁时，正极片煅烧处理的温度范围为300～450℃，当所述正极材料为二硫化钴时，正极片煅烧处理的温度范围为400～600℃；煅烧时间都为2～4h。

进一步：所述共晶盐是KCl-LiCl或LiF-LiCl-LiBr，添加量为15～25wt％。

进一步：所述正极片的压制压力为1.5～2.5t/cm²。

进一步：所述粘结剂为氧化镁或氧化铝或氮化铝。