[发明专利]一种温度可调节的热电池电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明属于电化学领域，具体涉及一种温度可调节的热电池电解质及其制备方法和应用。本发明公开了一种热电池电解质，利用聚合物或者有机物的相变，来实现热电池的激活。相变前由于金属盐和聚合物所组成的混合体系为固相没有离子电导，电池内部没有离子通路，电池不能实现放电，相变后聚合物或有机物呈熔融状态，金属盐溶于其中而实现内部的离子导通，电池被激活实现正常放电。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种温度可调节的热电池电解质及其制备方法和应用。

背景技术

热(热激活)电池是一种重要的储备电池。贮存时电解质为不导电的固体，使用时引燃其内部的加热药剂，使电解质熔融成为离子导体而被激活。热电池由于具有较高的比能量和比功率，贮存时间长，并且能在各种恶劣的环境下正常工作，因此可以在导弹、火箭等领域中作为供电电源，在非军事装备如飞机应急电源、地下高温探矿电源中也有较为广泛的应用。

然而常见的卤化盐所组成的共融盐的熔点较高，使得电池的激活温度和工作温度大多在400℃以上，这种高的激活温度和工作温度给电池的成本、电化学性能以及安全方面带来了很多不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种温度可调节的热电池电解质及其制备方法和应用，解决现有技术存在的热电池热激活温度和工作温度过高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一在于提供一种温度可调节的热电池电解质：所述电解质为金属盐和聚合物或有机物组成的混合物；所述聚合物或有机物在常温下为固态，在300℃以下加热条件下能够从固相转变为液相；所述金属盐可溶于熔融状态的所述聚合物或有机物中。

在推荐的实施方式中，所述的金属盐和聚合物或有机物组成的混合物固态时没有离子电导。

在推荐的实施方式中，所述的金属盐为锂盐、镁盐和钾盐中的一种。

在推荐的实施方式中，所述的金属盐为LiCl、LiI、LiF、LiBr、LiNO₃、LiClO₄、LiTFSi、LiDFOB、LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、KF、KBr、KCl、KNO3、LiSbF₆、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂和LiC₂F₄(SO₃)₂中的一种。

在推荐的实施方式中，所述的聚合物为PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚四氟乙烯、聚异丁烯、聚磷酸酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺聚、聚偏二氯乙烯、局对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基戊烯、聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、聚氨酯(PU)、聚醚砜中的一种。

在推荐的实施方式中，所述的有机物为酸乙烯酯(EC)、石蜡、苯酚中的一种。

一种温度可调节的热电池，包括以上任一项所述的热电池电解质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二在于提供一种温度可调节的热电池电解质的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金属盐加入到熔融的聚合物或有机物中，均匀混合后经冷却制得含金属盐的混合物；

(2)将上述制得的混合物溶解于有机溶剂中或加热到熔融状态后置于模具中；

(3)对步骤(2)中经溶解处理后的混合物，去除溶剂后脱模得到固态电解质膜；对步骤(2)中经加热熔融处理后的混合物，压制成型，冷却后脱模得到电解质膜。

在推荐的实施方式中，所述步骤(2)中模具为聚四氟乙烯模具。