[发明专利]一种热电池用高电导加热片、制备方法及应用

说明书

本方案公开了热电池技术领域的一种热电池用高电导加热片的制备方法，在硬质合金模具中加入圆环模具，将金属粉倒入圆环模具中，利用防静电塑料酯板将金属粉末刮平；在圆环模具的外围倒入加热粉，用防静电塑料酯板将加热粉刮平；然后将圆环模具抽出，硬质合金模具放置在压力机上将外层高电导金属层和内层加热粉层同时压制成型，得到高电导加热片。与采用现有技术制备同样体积的加热片，本方案相对而言利用的铁粉含量低，而利用高电导性质的金属粉发挥了导电性能，这既降低了加热片的内阻，增强了导电率，而且相同体积加热片的重量不会被增加，热值不被降低，产品的性能和使用价值更高。

技术领域

本发明属于热电池技术领域，具体涉及一种热电池用高电导加热片的制备方法及应用。

背景技术

热电池是一次性贮备电源，其采用固态熔盐作为电解质，通过加热系统将固态盐熔融成液态，从而激活电池进行放电。热电池具有比能量和比功率高，工作温度范围宽，环境适应性强等优点，主要应用于火箭、导弹、雷达、海军鱼雷等领域。目前，热电池技术日趋成熟，其在火警、地下高温探矿、飞机应急等民用范围内也渐渐得到使用。

热电池是用无机盐作为电解质的一次贮备电池。无机盐作为热电池的电解质和隔膜，在常温下，无机盐是固态，内阻达到几十兆欧，所以常温下热电池不工作，也不会自放电。当无机盐熔化时，具有较好的离子电导性，热电池开始放电工作。而提供热量能使电解质熔化的“烟火药材料”是热电池不可取代的一部分，通常被称为“加热粉”。无机盐电解质被加热粉加热后呈熔融状态，具有高的离子电导率，从而激活热电池，开始放电工作。

当前提供热源的加热粉通常为按照不同比例配比的Fe-KClO₄，Fe-KClO₄加热药的热值决定于氧化剂KClO₄的含量。

4Fe+KClO₄→4FeO+KCl (1)

混合后的Fe和KClO₄很容易被压机制备成片，而且加热后产生气体少、体积变化量小。通常使用的Fe-KClO₄中Fe粉与KClO₄的质量配比从80：20到88：12不等，然而根据反应式(1)，Fe和KClO₄完全反应的质量比为26：16，如此一来在制备加热片时使用的作为加热粉的Fe-KClO₄中Fe粉的含量远超过与KClO₄的化学计量比，则每100g加热粉中Fe粉与KClO₄反应后，剩余的Fe粉的量为47.5～68.5g。且加热片中热值量由KClO₄的量来决定，反应后剩余的Fe粉用作增加加热片燃烧后的导电能力，燃烧后成为单体电池间电连接集流片。但是这样的加热片放热反应之后的副产物没有电导性，导致内阻增加，降低了电池的输出功率和电池的安全性。

根据文献所示，金属在500℃时电阻率如表一所示。

表一：

因此，为降低热电池内阻，降低单体电池间的连接电阻，提高电性能，急需一种高电导的加热片。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种热电池用高电导加热片、制备方法及应用。

本方案中的一种热电池用高电导加热片的制备方法，所述高电导加热片包括内层高电导金属层和外层加热粉层，制备步骤如下：

1)内层高电导金属层：在硬质合金模具中加入圆环模具，将在500℃时电导率大于2.0×10⁴S·cm^-1的金属粉倒入圆环模具中，利用防静电板将金属粉末刮平；