[发明专利]一种热电池正极材料用的复合电子导电剂

说明书

本发明属于热电池领域，具体涉及一种热电池正极材料用的复合电子导电剂，所述复合电子导电剂的组成百分数为：铁粉10％～45％，钴粉10％～45％，镍粉10％～45％,经过热电池性能测试，在含有Fe、Co、Ni的热电池硫化物正极材料中添加1％‑4％的复合电子导电剂，电池抗大电流密度的承载能力与输出容量可以提高6％以上。如在热电池复合Fe_0.5Co_0.5S₂正极材料中添加1.5％的复合电子导电剂，电池抗大电流密度的承载能力与输出容量分别提高10％，6％。

技术领域

本发明属于热电池领域，具体涉及一种热电池正极材料用的复合电子导电剂。

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储备电池，工作时内部温度在550℃左右。由于它内阻小,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，一问世就受到军界的青睐，发展成为导弹、核武器、火炮、弹射椅、黑匣子等现代化武器和应急系统的理想电源。

为了提高热电池的电性能，在热电池的正极材料研发上，也在不断探索与研究，以及正极材料进行各方面的掺杂改性，以其进一步提高热电池正极材料的承载能力与利用率。迄今为止，在工程上得到广泛应用热电池正极材料有FeS₂、CoS₂，以及复合的Fe_xCo_(1-x)S₂和Co_xNi_(1-x)S₂等硫化物正极材料,硫化物正极材料的热稳定性在600℃左右，通过离子导电剂与电子导电剂等掺杂改性，可以进一步提高正极材料的承载能力与放电容量，在电子导电剂方面，以往添加较多的是1％～10％的石墨、碳纳米管等非金属的碳材料，以此来降低电池的欧姆极化，由于以上碳材料的电导率低，因此，在添加与其他金属材料相同含量下，不能最大化地提高正极材料的电导率。另外，由于热电池在激活初期的热冲击温度高达1000℃以上，添加非金属的碳材料不能有效提高正极材料由于电池激活初期热冲击，从而导致正极的材料分解，此外，该热电池导电剂还存在电导率、正极材料的利用率与实际放电容量低等问题。

申请号为CN201110303177.5公开了一种热电池薄膜正极制备方法，通过将正极活性物质、电解质、碳纳米管以一定的质量比混合均匀，然后加入一定量的蒸馏水，调节混合物粘度，使其成为膏状并具有一定的粘性。用丝网印刷机使膏状混合物均匀吸附至基体表面，将覆盖有活性物质的基体放入真空干燥箱真空干燥，得到热电池薄膜正极，其中正极材料中导电剂为超细金属粉体或碳制品材料，具有比功率高、环境适应能力强、贮存时间长、激活速度快、不需要维护等优点，但是该热电池的正极材料的利用率与实际放电容量仍就存在偏低问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种热电池正极材料用复合电子导电剂。

具体是通过以下技术方案来实现的：一种热电池正极材料用复合电子导电剂，所述复合电子导电剂的组成百分数为：铁粉10％～45％，钴粉10％～45％，镍粉10％～45％。

进一步的，所述导电剂制备方法包括以下步骤:(1)金属粉末的预萃取：首先先将铁粉、钴粉与镍粉单独置于保护气氛的球磨灌中球磨2h～6h，取出，分别加入酸溶解，萃取液，震荡淋洗金属粉末，重复淋洗3次之后，加热，得到超细粉末；(2)研磨：先将所得铁粉、钴粉与镍粉超细粉末按照比例称量重量，在保护气氛的球磨罐中球磨30min～60min，得到复合粉末材料，再将复合粉末在真空、120℃条件下干燥4h～8h后，得到热电池正极材料用复合电子导电剂。

进一步的，所述超细粉末纯度大于99.4％。

进一步的，所述萃取液由表面活性剂，碱液，铁或钴或镍金属可溶性盐溶液按照质量比为1：1：1混合而成。

进一步的，所述碱液浓度为0.2-0.4％。