专利名称：一种低熔点高电导热电池电解质及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种热电池电解质及制备方法，特别是一种低熔点高电导热电池电解质及其制备方法。
背景技术：
热电池是一种以熔盐作电解质的化学电源。该熔盐电解质在常温下为不导电的固体，使用时通过外部输入激活信号引燃热电池内部的烟火热源，使电解质瞬间熔融并处于高导状态，而具备对外输出电能的一次性热激活贮备电池。常规电解质热电池工作时内部温度一般在400°C 600°C左右。随着科学技术的发展，要求热电池的工作寿命越来越长，原来只要求热电池的工作寿命为几分钟，而现在要求热电池具备几十分钟，甚至几个小时的工作寿命。热电池要实现长寿命，需面对两个主要难题一个是活性物质电寿命问题，一个是电解质热寿命问题。热电池活性物质电寿命即电池在规定的电压范围内，以规定的负载放电，应达到的规定工作时间。为满足电寿命的要求，电池正、负极活性物质必须有足够的量。热电池电解质热寿命即维持电池内部工作温度在电解质熔融温度以上，通常从两个方面来保证内部工作温度。一方面是优化热量设计，并使用保温效果好、热导率低的保温材料；另一方面，采用共熔点低的电解质，熔点越低，电池工作下限温度范围越宽，那么在热电池工作后期，即使热量散失，只要内部温度不低于下限，电解质仍处于熔融状态，电池仍能继续工作，从而延长热电池的工作时间。目前热电池电解质中使用最多的是二元和三元电解质，其组分、熔点及电导率如表1，这些电解质的优点是制造工艺成熟、性能稳定，但它们的缺点是共熔点相对较高，都在 310°C以上，电导率低，对于工作时间要求1个小时以上的长寿命热电池来说，这些电解质并不适合。根据热电池电解质热寿命的特点，研制了满足长寿命热电池要求的低熔点、高电导电解质。表1热电池使用的几种电解质的性能
电解质名称熔点/°c电导率(S/cm )/500 °CLiF-LiBr-KBr3131. 67LiCl-LiBr-KBr3101. 71LiCl-KCl3521. 85LiF-LiCl-LiBr4363. 39
发明内容
本发明要解决的技术问题现有的电池电解质有共熔点相对较高，电导率低的缺点，本发明提供一种热电池电解质具有低熔点高电导的特点。本发明的另一个目的是还提供了一种上述热电池电解质的制备方法。本发明采用的技术方案本发明的一矛分析纯LiBr 分析纯KBr 分析纯CsBr 分析纯LiI
种低熔点高电导热电池电解质，按重量百分比由以下组分组成
25% 35% 10% 22% 45% 53%
8% 13% 。本发明所述的一种低熔点高电导热电池电解质，所述的LiBr、KBr、CSBr和LiI为 80^150 目。本发明所述的一种低熔点高电导热电池电解质的制备方法，将LiBr、KBr、CsBr和 LiI分别盛入坩埚内，放入马弗炉内在130°C 210°C下烧结4h 8h，冷却，过100目分样筛，再按上述的比例将LiBr、KBr, CsBr及LiI混勻后，盛入球磨罐内，进行球磨混合4h 6h，取出后盛入坩埚内，放入马弗炉内在120°C 350V惰性气体保护下烧结4 他后，取出捣碎，然后转入球磨罐中，球磨池 4h，取出，过100目分样筛，即所述的低熔点高电导热电池电解质。然后装瓶密封，储存在干燥器中备用。本发明到达的有益效果
(1)熔点低本发明的电解质熔点低，小于200°c，应用该电解质的热电池工作下限温度变得更宽，能够显著延长热电池的工作寿命；
(2)电导率高本发明的电解质的电导率高，在500°C时电导率大于1.8S/cm,可减小热电池工作时的极化，降低内阻，提高输出电压平稳，进而延长电池的工作时间；
(3)工作寿命长热电池的内部工作温度降低后，能够减少正、负极活性物质的分解，提高活性物质的利用率，进一步延长电池的工作寿命。本发明与现有技术相比，采用共熔点低、电导率高的电解质使热电池输出电压平稳，工作时间更长。
具体实施例方式实施例1
本发明的一种低熔点高电导热电池电解质，按重量百分比由以下组分组成
分析纯 LiBr31. 48%
分析纯KBr20. 28%
分析纯 CsBr38. 11%
分析纯 LiI10. 13% 。本发明所述的一种低熔点高电导热电池电解质的制备方法，将100目的LiBr、 KBr、CsBr和LiI分别盛入坩埚内，放入马弗炉内在200°C 210°C下烧结6h，冷却，过100 目分样筛，再按上述的组分比例将LiBr、KBr、CsBr及LiI混勻后，盛入球磨罐内，进行球磨混合5h，取出后盛入坩埚内，放入马弗炉内在300°C 320°C惰性气体氮气保护下烧结Mi 后，取出捣碎，然后转入球磨罐中，球磨池，取出，过100目分样筛，即所述的低熔点高电导热电池电解质。制得的电解质熔点为190°C，电解质的电导率在500°C时为1.86 S/cm。实施例2:
本发明的一种低熔点高电导热电池电解质，按重量百分比由以下组分组成 分析纯 LiBr31. 48%分析纯KBr10. 65%
分析纯 CsBr49. 24%
分析纯LiI8.63% 。 本发明所述的一种低熔点高电导热电池电解质的制备方法，将100目的LiBr、 KBr、CsBr和LiI分别盛入坩埚内，放入马弗炉内在18(T200°C下烧结8h，冷却，过100目分样筛，再按上述的组分比例将LiBr、KBr、CsBr及LiI混勻后，盛入球磨罐内，进行球磨混合他，取出后盛入坩埚内，放入马弗炉内在320 350°C惰性气体保护下烧结4h后，取出捣碎， 然后转入球磨罐中，球磨4h，取出，过100目分样筛，即所述的低熔点高电导热电池电解质。 制得的电解质熔点为195°C，电解质的电导率在500°C时为1. 92 S/cm。
权利要求
1. 一种低熔点高电导热电池电解质，其特征在于按重量百分比由以下组分组成
2.根据权利要求1所述的一种低熔点高电导热电池电解质，其特征在于LiBr、KBr, CsBr和LiI的细度为80 150目。
3.根据权利要求1或2所述的一种低熔点高电导热电池电解质的制备方法，其特征在于将LiBr、KBr、CsBr和LiI分别盛入坩埚内，放入马弗炉内在130°C 210°C下烧结4h 8h,冷却，过100目分样筛，再按上述的组分比例将LiBr、KBr, CsBr及LiI混勻后，盛入球磨罐内，进行球磨混合4h 他，取出后盛入坩埚内，放入马弗炉内在120°C 350°C惰性气体保护下烧结4 后，取出捣碎，然后转入球磨罐中，球磨池 4h，取出，过100目分样蹄，即所述的低熔点高电导热电池电解质。分析纯LiBr 分析纯KBr 分析纯CsBr 分析纯LiI25% 35% 10% 22% 45% 53% 8% 13%
全文摘要
本发明公开了一种低熔点高电导热电池电解质及其制备方法，按重量百分比由25％～35％分析纯LiBr、10％～22％分析纯KBr、45％～53％分析纯CsBr和8％～13％分析纯LiI组成，该低熔点、高电导电解质是由LiBr、KBr、CsBr和LiI四种无机盐按一定比例组成的共熔盐，在惰性气体保护下烧结而成，共熔点低于200℃，在500℃时电导率大于1.8S/cm。该低熔点、高电导电解质可以显著延长热电池的工作时间，并有效降低热电池工作时的表面温度。
文档编号H01M6/36GK102437345SQ20111042473
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者万伟华, 吴启兵, 杨辉, 石斌, 高更瑞, 魏俊华, 龚英韬 申请人:梅岭化工厂