三维结构化锂硼合金的锂沉积/溶解特性研究

锂金属负极不可控的枝晶生长导致了高容量锂金属电池极低的库仑效率和较差的循环稳定性。采用具有三维骨架结构的锂硼合金作为锂金属电池负极,系统研究了锂硼合金中锂的溶解/沉积行为及电化学性能。结果表明:具有独特三维结构的锂硼合金可以显著降低局部电流密度,诱导锂均匀沉积;同时,容纳锂金属的无活性硼3D结构限制了锂枝晶的生长。因此,使用锂硼合金的锂金属电池表现出良好的循环稳定性,与硫匹配组装的全电池在经过100次循环后,容量保持率高达89.4%,库仑效率平均值达99.4%。

FeS_2和CoS_2正极材料的自放电性能比较

FeS_2和CoS_2是锂系热电池最常用的两种正极材料。经X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及热重分析(TGA)表征发现:二者具有相同的立方晶体结构,CoS_2的热分解温度比FeS_2高100℃左右。以LiB合金为负极材料、LiF-LiCl-LiBr低温共熔盐为电解质,分别采用CoS_2和FeS_2作为正极材料制备热电池,在500℃的温度下进行恒流放电实验。结果发现:在放电初期LiB/FeS_2体系的工作电压高于LiB/CoS_2体系,但在工作一段时间后被LiB/CoS_2体系反超;随着工作时间的延长,热电池可释放的电容量逐渐减少,LiB/FeS_2体系容量衰减的速率比LiB/CoS_2体系快。将热电池空载不同时间后再进行恒流放电,发现热电池实际可释放的电容量与工作时间呈现一元线性关系,以此计算出LiB/FeS_2电池和LiB/CoS_2电池的容量衰减率分别为17.7和3.92 C/min。

热电池常用绝热材料的发展与展望

热电池绝热材料用于延长热电池的工作时间,降低热电池表面对弹上电子元器件的热辐射,其材料的选用、厚度设计等是热电池热设计的重要组成部分。阐述了国内外热电池常用的几种绝热材料的导热性能,并展望了绝热材料的发展方向。

热电池用正极-电解质一体化复合薄膜的制备及性能研究

面向新一代小型化轻量化武器装备对热电池电源的实际需求,通过流延涂布工艺制备了正极-电解质一体化复合薄膜极片。所制备的一体化薄膜具有良好的机械强度,极片厚度仅为180 mm,远小于传统粉末压片工艺制得极片的厚度。将一体化薄膜极片与锂硼负极组装成单体电池进行放电,放电结果表明,在100 mA/cm^(2)的电流密度下,450℃时单体电池的峰值电压为2.01 V,截止电压1.0 V时,放电时间达到125 s,对应比容量可达1806 A·s/g;同时,单体电池内阻也相对较低,仅为40 mΩ。

热电池CoS_2薄膜正极的制备及性能研究

研究了浆料涂布法制备CoS_2薄膜正极的工艺。对和膏剂及干燥条件等工艺过程和参数进行优化。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对薄膜进行表征。研究表明,H-1为和膏剂时,薄膜单体电池的放电性能最优。相比粉末压片工艺,薄膜工艺更适合自动化生产,薄膜正极制备的单体电池放电性能更好,特别是大电流放电的优势更加明显。

锂一次电池热失控释放温度和低压环境相关性

采用模拟环境方式,将锂一次电池放置于101kPa、60kPa、30kPa三种不同的低压环境下,对锂一次电池热失控释放温度与低压环境之间的相关性进行实验和分析。实验结果表明:锂一次电池热失控释放温度随着环境压力值的不断降低而降低,两者之间存在正相关关系,这为提高锂一次电池的安全性和稳定性提供重要依据和参考。

热电池用金属紧固架材料的表面处理及其绝缘特性研究

为了提升热电池用金属紧固架材料的表面绝缘特性,本文采用聚有机硅倍半氧烷基漆料对紧固架材料进行表面处理,结果发现聚有机硅倍半氧烷漆料与紧固架材料保持良好的结合力,即使经过高温热处理,漆料依然附着于紧固架材料表面。此外,改性的紧固架材料在600℃的环境温度下仍然表现出80MΩ的绝缘阻值,满足了高压热电池的使用要求。

氧化镁对热电池用多卤化物锂盐电解质的吸附性能研究

氧化镁抑制了多卤化物锂盐电解质在高温下的流动,保证了热电池的安全性。对比研究不同种类氧化镁材料的物理特性,并通过溢流实验,分析其对锂盐电解质的吸附性能。结果表明,振实密度小且比表面积大的氧化镁材料表现出最优的吸附性能。