[发明专利]一种热电池陶瓷隔膜及其制备方法

说明书

本申请公开了热电池技术领域的一种热电池陶瓷隔膜的制备方法，包括以下步骤：S1、电解质水溶液制备：将电解质和纯净水混合得到电解质水溶液，电解质和纯净水的质量比值为：0.01～0.5；S2、QNJ隔热纸表面改性处理：石棉垫片放入到电解质水溶液中浸润，浸润后的石棉垫片和QNJ隔热纸间隔叠放，再放入400～600℃的高温箱进行煅烧，得到吸水性的QNJ隔热纸；S3、电解质在QNJ隔热纸上负载：把吸水性的QNJ隔热纸放入电解质水溶液浸润，之后放入150℃～300℃高温箱进行干燥，再放入400℃～600℃氮气气氛条件下的高温箱煅烧得到热电池陶瓷隔膜片。本专利提供一种孔陶瓷隔膜来代替传统的压片隔膜，具有对电解质优异吸附性和力学性能，减少短路的可能性。

技术领域

本发明涉及热电池技术领域，具体涉及一种热电池陶瓷隔膜及其制备方法。

背景技术

热电池是一种依靠其本身加热系统将不导电的固体状态盐类电解质加热熔融呈离子型导体而进入工作状态的热激活贮备电池。热电池具有任意角度激活、激活速度快、贮存时间长、承受环境力学条件能力强等特点，已广泛运用于武器系统等，此外，热电池在民用领域中应用也得到重视，已有关于其作为飞机应急电源、火警电源、地下高温探矿电源的研究报道。

随着军事装备的不断发展和更新，对热电池性能的要求越来越高，对其输出功率、高比特性要求越来越大。热电池主要由基片、正极片、负极片、隔膜片、片状集流片、加热系统(电点火头或火冒、引燃纸、加热片)、保温垫片、电池壳和带接线柱的电池盖组成，其中热电池电极材料对其输出容量、比容量、比功率等电化学性能的影响最为关键。

在传统的热电池中，LiCl-KCl或LiF-LiCl-LiBr的粒状共晶盐与粘合剂相混合后，被广泛用作隔膜片，已经测试了多种材料作为粘合剂相，包括SiO2，TiO2，Al203，BN和MgO。MgO具有与熔融电解质的很好稳定性和相容性，是目前吸附剂最佳选择。另一方面，由于其固有的易碎性，很难将电解质粉末压制成直径为100mm，厚度小于0.4mm的薄片。为了获得最低的操作强度并在操作过程中保留熔融盐，需要大约50vol％的MgO，这比实际电池操作所需的量要大得多。同时，隔膜中MgO含量增加会伴随热电池的内阻增加，这也伴随着能量密度的降低。

为此，本发明人发明一种多孔陶瓷隔膜来代替传统的压片隔膜，可以避免传统的压片隔膜结构的单体电池力学性能差的缺点，增强隔膜电化学性能。而且，与常规隔膜的结构相比，陶瓷隔膜对电解质优异吸附性和力学性能，减少短路的可能性。

发明内容

本发明意在提供一种热电池陶瓷隔膜及其制备方法，以提供一种孔陶瓷隔膜来代替传统的压片隔膜，具有对电解质优异吸附性和力学性能，减少短路的可能性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热电池陶瓷隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、电解质水溶液制备：将电解质和纯净水混合得到电解质水溶液，电解质和纯净水的质量比值为：0.01～0.5；

S2、QNJ隔热纸表面改性处理：石棉垫片放入到电解质水溶液中浸润，浸润后的石棉垫片和QNJ隔热纸间隔叠放，再放入400～600℃的高温箱进行煅烧，得到吸水性的QNJ隔热纸；

S3、电解质在QNJ隔热纸上负载：把吸水性的QNJ隔热纸放入电解质水溶液浸润，之后放入150℃～300℃高温箱进行干燥，再放入400℃～600℃氮气气氛条件下的高温箱煅烧得到热电池陶瓷隔膜片。

进一步，所述S1中电解质和纯净水的质量比值为0.01。

进一步，所述S1中电解质和纯净水的质量比值为0.25。

进一步，所述S1中电解质和纯净水的质量比值为0.5。

进一步，所述电解质为LiF–LiCl–LiBr或LiCl–KCl或LiF–LiBr–KB。