[发明专利]一种用于贮备热电池的电解质材料

说明书

本发明公开了一种用于贮备热电池的电解质材料，采用四元组分LiF‑LiCl‑LiBr‑KBr的共晶盐体系，高活性MgO或Al₂O₃为粘结剂，经高温熔融、球磨筛分、真空干燥处理，最终制得长工作时间热电池用的电解质材料。本发明工艺简单，设备投入成本小，有很强的实用性。所制电解质材料具有熔点低，离子导电率高的特点，采用该电解质材料研制的热电池具有工作时间长的特点。

技术领域

本发明涉及贮备热电池技术，尤其是一种用于贮备热电池的电解质材料。

背景技术

热电池是用电池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而进入工作状态的一种热激活贮备电池。由于其电解质在常温下呈固态，不具有离子导通能力，因此具有长的贮存寿命，同时其具有高的可靠性和较强的环境适应性。热电池目前被广泛应用于导弹、鱼雷等武器当中。

热电池用电解质都是由共晶盐与粘结剂高温熔融而成。其中高温熔融的目的是使流动的熔盐浸润粘结剂，以确保粘结剂对熔盐的保持力。电解质中粘结剂的含量是一个重要的物理参数。以目前在研的Li体系热电池为例，如果MgO的比率太低，就有可能导致正负极之间物理隔绝薄弱或加剧电解质流动性，致使其从电堆中渗出，从而发生短路，影响电池的安全性。但是如果MgO的比率太高，将导致电池的内阻增加，影响电池的工作时间。传统电解质中MgO的质量比为50％左右。

随着航天科技和导弹武器的飞速发展，对热电池性能尤其是工作时间提出了更高要求。长工作时间热电池的突出特点为电流密度较小，通常小于200mA/cm²，因此寻找具有较低熔点(≤440℃)的共晶盐，同时具有较低内阻的电解质成为一个重要的研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，提供一种用于贮备热电池的电解质材料，为一种熔点较低的共晶盐体系，并通过减少粘结剂比例降低电解质内阻。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于贮备热电池的电解质材料，它是由四元共晶盐和粘结剂材料组成，四元共晶盐为氟化锂-氯化锂-溴化锂-溴化钾体系，以重量计，四元共晶盐含量为65％～80％，粘结剂为高活性的MgO或Al₂O₃粉体，粉体比表面积不低于40m²/g，以重量计，粘结剂含量为20％～35％。

所述四元共晶盐中，以摩尔百分数计，氟化锂的含量为6％～22％，氯化锂的含量为18％～22％，溴化锂的含量为46％～57％，溴化钾的含量为1％～30％。

优选，所述四元共晶盐中，以摩尔百分数计，氟化锂的含量为6％～15％，氯化锂的含量为18％～21％，溴化锂的含量为46％～54％，溴化钾的含量为10％～30％。

所述四元共晶盐熔点介于380℃～440℃。

本发明的有益效果是：本发明的电解质材料具有熔点较低、内阻较小的特点，采用该种电解质材料研制的热电池具有工作时间长的特点。

附图说明：

图1为本发明所提及高活性MgO材料的SEM图。

图2为本发明所提及高活性Al₂O₃材料的SEM图。

图3为采用本发明电解质(LiF-LiCl-LiBr-KBr/MgO为粘结剂)以及三元全锂电解质(LiF-LiCl-LiBr/MgO为粘结剂)的热电池放电性能比较图。

具体实施方式

为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例，进行详细说明如下。但本发明的实施方式不限于此。