高热值低热冲击热电池加热剂研究

为研发高热值、低热冲击的热电池加热剂,对不同类型活性铁粉的微观形貌、粒度分布、比表面积等进行表征分析,并对不同配方加热剂的成形性、可燃性、热值和燃烧温度等进行了测试。研究结果表明:活性铁粉的微观形貌和特性对加热剂的成形性和可燃性影响较大,珊瑚簇状的活性铁粉制备的加热剂成形性和可燃性最好,制备成的高热值加热剂燃烧时热冲击较小;同时,通过提高高氯酸钾的占比或在其中加入一定量的铝粉,可在热冲击无明显增大的情况下,大幅提高加热剂的热值。本研究有望为高比能量热电池产品的设计开发提供重要参考和指导意义。

提升某高体积比能量、热散失严重热电池工作时间研究

为攻克某热电池高体积比能量、散热严重的技术难点,本文通过选用不同锂含量的LiB负极、电解质类型、调节硫化物正极的配比,并改变热电池壳体外形设计来减少热散失等方法装配热电池进行性能实验研究,同时进行了稳态和瞬态热学仿真计算分析及热电池试验验证。结果表明,选择锂含量为55%的LiB合金作为负极,使用低熔点电解质,选择FeS 2和CoS 2比例为1∶1的MS 2复合正极以及减小壳体散热面积可以有效提升热电池工作时间,为小体积自带外结构体的热电池设计提供了一种指导思路。

ANSYS软件在热电池随机振动工装设计中的应用

介绍了ANSYS软件,并使用其对某热电池试验工装进行随机振动模拟分析。通过分析及试验验证,结果表明试验工装A设计不满足工装设计原则,且在热电池支耳处产生应力较大,热电池在试验工装A上所受加速度量级被放大,从而优选出试验工装B作为热电池随机振动用试验工装,为后续热电池试验工装设计与工程试验提供一种新的思路和技术方法。

热电池激活回路电阻变化测试与分析

作为弹载武器系统的理想电源之一,热电池日益发挥不可替代的作用;而热电池激活回路作为与武器系统对接的电气接口,其作用过程电阻的变化将直接影响武器系统点火电源工作的可靠性和安全性。为了解热电池激活回路电阻变化规律,本文设计了测试电路,对某桥丝类电点火头作用过程及采用其装配的热电池在贮存和工作过程中的电阻变化趋势进行了测试分析。结果表明:从激活电能输入到电点火头作用,激活回路电阻有持续时间2ms左右的2%微升;随后是由热电池的引燃条燃速和结构设计决定的持续时间约100ms近似开路状态;最后由于内部高温和压力等的作用使激活回路电阻处于短路和开路之间的随机值。该结论有望为两个及以上单元热电池组的激活电路的设计提供参考,有助于武器平台激活电气系统的安全、可靠点火电路的控制设计。

静电激活热电池原因分析

为解决静电感度实验时激活热电池现象,借鉴电火工品防静电思路,通过对其故障分析、实验验证、故障复现,确定静电激活电池的原因,提出一种预防静电感度的设计思路。结果表明,该设计能有效解决电池静电感度时存在激活的问题。

热电池用加热铁粉的特性分析及应用研究

对热电池用加热铁粉的粒度、微观结构及氧化特性进行分析,并对加热铁粉的燃烧特性、热值、燃速等进行试验。试验结果表明:激光粒度湿法测量标定值较干法标定值小,但湿法测量分散性较好,测量偏差较小;24.5μm的活性铁粉比15μm最先反应而且质量增益最多且氧化反应充分;加热铁粉热值与粒径大小无关,但粗粒度的加热铁粉拥有更温和的特性,更适用于大直径热电池;加热铁粉配制中的热值与高氯酸钾的含量有关,对燃速影响不大;铁加热片成型压力越大燃速越慢,压力越大铁加热片燃烧后变形量越大。

基于力学仿真的热电池减重设计

为了某制导炮弹用热电池减重设计,首先对主要影响重量的零部件进行小密度材料代替的可行性进行分析比较,小密度材料替代难以实现;通过应用质量管理工具排列图法分析热电池重量的影响因素,在电堆、隔热元件等无法改变,外结构材料也难以代替的困难下,对外结构进行了减重设计,并应用ANSYS仿真软件进行了力学环境仿真,然后进行了减重改进后产品实物地面模拟试验,试验结果满足要求后提供总体搭载飞行,试验结果表明热电池外结构减重改进后强度满足使用要求;应用质量管理工具及仿真软件,缩短了研制周期,达到了精益设计的目标。

热电池新型正极材料的制备与性能研究

采用溶剂热法和高温煅烧法制备了FeF_(3)-FeF_(2)正极材料,并对其物理和电化学性能进行了表征。结果表明:FeF_(3)-FeF_(2)正极材料的比表面积为11.8 m^(2)/g,远大于FeS_(2)的比表面积(0.5 m^(2)/g)。FeF_(3)-FeF_(2)正极材料的初始热分解温度为850℃,比FeS_(2)高出300℃,比CoS_(2)高出200℃。FeF_(3)-FeF_(2)单体电池的空载电压为3.22 V,远高于FeS_(2)的空载电压(2.05 V)。LiB/LiF-LiCl-Li_(2)SO_(4)/FeF_(3)-FeF_(2)单体电池在电流密度150 mA/cm^(2)下的初始放电电压为2.65 V,截止电压1.5 V,能够放电308 s,放电比容量达到160.4 mAh/g,较LiCl-KCl和LiF-LiCl-LiBr电解质体系提高75.3%和43.5%,表现出更长的工作时间。因此,对于高电压、高比能量和高比功率热电池的研制,FeF_(3)-FeF_(2)是一种极具前景的热电池正极材料。