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还原铁粉在热电池领域的应用

来源:本站原创 2017-11-08 14:15:15 行业应用 540 ℃ 0 评论

还原铁粉应用于热电池

       热电池加热源早期采用的是Zr/BaCrO4体系加热纸,但是其烧结后导电性能差,电极与集流体间以高电阻接触,需外加线路,同时该体系静态敏感性大,在大量的生产过程中存在潜在的危险。随着后期科研工作者的研发和努力,最终将目标锁定在Fe/KClO4体系加热片。该体系加热片是由80%-88%的细铁粉和KClO4混合压制而成,过量的铁粉保证了加热片燃烧后良好的导电性能,实现了电极和集流体的低电阻接触。

       目前,在新型的片型加热片中,加热纸只被用作引燃条及加热围子。在这种情况下引燃条被点火头点燃,然后引燃条再依次把加热片点燃,而加热片就是热电池的主要加热源。

       还原铁粉由于粒度小、比表面积高、化学活性好等优点,具有更高的燃烧速度和更低的发火能量(引燃或引爆所需的最小能量),能以更小的电压即可引燃并迅速熔化电解质,缩短热电池放电反应时间。

热电池

1. 热电池定义 

       热电池作为化学电源中的一员,与传统的水溶液电解质电源不同,其电解质是两元或多元熔融盐共熔体。在常温下,电解质以固体形态存在,电池处于非工作状态,只有当电解质被加热熔融后才能进入工作状态,输出电流。据此,人们对热电池定义为:通过自身的加热系统把不导电的固态盐类电解质熔融成离子型导体而进入工作状态的一种热激活储能电池。

2. 热电池结构

      一般热电池主要由基片、正极片、负极片、电解质片(或隔膜片)、片状集流体、加热系统(电点火头或火帽、引燃纸、加热片)、保温垫片、电池壳和带接线柱的电池盖等组成,如下图所示(图1、图2分别为热电池典型结构示意图和组成热电池的典型单体示意图)。


图1 热电池典型结构示意图 


图2 组成热电池的典型单体示意图

3. 热电池优点及应用

其独特的电解质结构及发电状态,使其具有多种优越的特性:

(1)工作存放寿命长,贮存时间理论上是无限的,可以长达10年以上;
(2)高的比能量和比功率;
(3)使用环境温度宽;
(4)自放电几乎可以忽略,存储时间长,激活迅速可靠;
(5)不需要维护。

       由于其具有其他类型电池所没有的特性和优点,热电池成为军用武器装备的最理想配套电源之一,其多应用于武器和军事装置作引信电源,和各种制导化武器、核武器、救生等军用装备系统。 




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