热电池的国内外研究现状(2)
时间:2018-04-17 21:48 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
(2)长寿命热电池。热电池中，工作寿命为60 min左右的电池称之为长寿命热电池。随着武器系统发展的需要，长寿命热电池的研究也日益重要。要使热电池达到长寿命技术要求,必须解决以下几个问题：(a)阴极材料的热分解。目前大多数热电池均采用FeS2作为阴极材料。二硫化铁作为短寿命热电池的阴极材料比较理想，但作为长寿命热电池的阴极材料，二硫化铁在热电池的工作温度450 -550℃范围内存在比较严重的热分解，影响热电池放电容量和放电时间。因此，具有放电电压平台多、成型好、化学性能稳定等优良的电化学性能特点的复合阴极材料，是今后作为长寿命热电池阴极理想的材料。CoS2也是长寿命热电池阴极材料的不错选择。(b)热电池电解质在放电过程中熔点升高。LiCI-KCI电解质在放电过程中Li+离子通过电解质从阳极向阴极迁移，在电解质中形成浓度，同时阴极从电解质中吸取K+离子形成复盐。当两者的比例发生变化时导致电解质熔点升高，提早凝固，电池寿命终止。可采用比对最低共熔点变化不敏感的电解质如：KCl-LiBr-KBr三元电解质来作为长寿命热电池的电解质。(c)延长热电池的热寿命。热电池的内部温度必须文持在一定范围内才能使热电池正常工作，这种文持在一定温度范围内的时间称之为热寿命。采用轻质、多孔、高效的Min-K型保温材料可提高热电池的热寿命。 (3)大功率热电池。要实现高比功率特性，除要求材料本身电化学极化要小外，还要求材料本身的电导率较高，以降低欧姆极化。CoS2的电阻率为O．002Ω.cm，远低于FeS2的17．7Ω.cm。更有利于降低电极的欧姆极化；通过扫描电镜(SEM)分析表明人工合成CoS2为近球形多孔网络状结构，增加了CoS2的比表面积，有利于降低电化学极化。CoS2大电流负载下阴极极化小，高温放电活性物质利用率高，CoS2实际高低温的平均容量比FeS2高44％。这些特点很适合于高比功率、长寿命热电池设计，是进一步提高热电池性能的首选材料[2]。 目前国内的热电池多采用烟火药剂作为加热热电池的热源，存在的缺点有：电池激活时间长、烟火药剂用量大等等。为了解决这些缺点，提升电池的性能，满足现代武器的高精度要求，国内外做了广泛的研究与交流，但还没有披露相关的技术细节。 (责任编辑：qin) |