[发明专利]一种热电池隔膜料自动制备装置和方法

说明书

本发明公开了一种热电池隔膜料自动制备装置和方法，采用将熔融电解质直接与粘合剂混合的方式，大幅减少工步。自动制备装置包括电解质喷淋装置、隔膜料成型装置、隔膜料混合装置、隔膜料造粒装置四个部分。电解质喷淋装置将加热后熔融的电解质喷淋在粘合剂上，隔膜料成型装置将浸润电解质的粘合剂推至隔膜料混合装置，隔膜料混合装置将隔膜料混合均匀并保持高温使电解质与粘合剂持续混合均匀，隔膜料造粒装置将隔膜料粉碎成合适粒径的颗粒，得到需要隔膜料成品贮存。本发明具有效率高，节约能源，制备隔膜料含水量低的特点，特别适用于热电池批量生产需求。

技术领域

本发明属于热电池技术领域，特别是一种热电池隔膜料自动制备装置和方法。

背景技术

热电池是以熔盐作为电解质，利用自带热源使其熔化而激活的一次储备电池。具有激活时间短、使用环境温度宽、储存周期长、免维护的优点，在武器装备系统中应用越来越广泛。

热电池所用隔膜料为电解质（E）和粘合剂（B）按照一定比例混合后高温融合而成。电解质一般为LiCl-KCl、LiCl-LiBr-LiF、LiCl-LiBr-LiF-KBr等共融盐，这类卤素盐熔融时电导很高，在常温时电导却非常低，特别适用于高功率放电和热电池长时间存贮的要求；粘合剂的作用是抑制电解质的流动，一般为MgO、SiO₂、Al₂O₃等金属氧化物，这类氧化物具有较强吸附力，保持热电池工作时电解质融化不发生泄露，同时耐温较高，可以满足热电池工作时的温度要求。

目前热电池用隔膜料制备采用手工操作，工序较为繁琐。如文献“陆瑞生，刘效疆，热电池，北京：国防工业出版社，2005”第241页-第243页指出隔膜料（也称电解质EB）的制备方法：

（1）将MgO盛于坩埚内，放入马弗炉中，升温灼烧。

（2）根据需制电解质（EB）的材料总量，按电解质（E）的质量百分比进行配制，分别称量电解质（E）和MgO，把它们盛于球磨罐中，加入适量刚玉球，在球磨机上球磨混合。

（3）将混合均匀的混合物，盛于坩埚内，放入马弗炉内，升温熔融。

（4）将经熔融的混合物转入球磨罐中，加入适量刚玉球，放在球磨机上进行球磨，球磨后使混合物过100目筛。然后装瓶密封，贮存在干燥器内备用。

该工艺方法适合小批量手工操作，物料转移需要人工搬运。其中较为费时和耗能的为熔融和球磨工序，每批次熔融时间需要10h，球磨时间需要（2～3）h。采用该种方法隔膜料制备效率为（18～25）h/kg，隔膜料制备能耗为（80～100）kW/kg，效率较低、能耗较高。另外球磨过程中刚玉球会将MgO粉在球磨罐壁上砸实，出现粘壁问题，影响了粘结剂与电解质的混合均匀度。

在CN105703002A《一种热电池用电解质材料及其制备方法》中以Al₂O₃为粘合剂期望解决热电池的安全性问题，但是其制备方法与陆瑞生等提出的制备隔膜料方法基本一致，仍采用电解质与粘合剂混合、熔融烧结、熔融后球磨的方式实现隔膜料制备，无法解决隔膜料制备时效率低、能耗高以及混合不均匀问题。

发明内容

本发明旨在提供一种热电池隔膜料自动制备装置和方法，针对现有技术中存在的不足，实现热电池隔膜料制备的自动化，提升制备效率，降低制备能耗，提升隔膜料制备质量。

本发明的技术方案如下：

一种热电池隔膜料自动制备装置，包括，

电解质喷淋装置，所述电解质喷淋装置包含电解质熔融池、电解质喷淋头、惰性气体保护箱和过渡仓，其中，电解质喷淋头位于惰性气体保护箱内，且电解质喷淋头的进料端与电解质熔融池连通，惰性气体保护箱与过渡仓连通；