烟火电池的制备及性能表征

研究制备阴极、阳极均含Zr、CuO和石棉组分且细板状隔膜由LiF、ZrO2和纤维状海绵组成的新型能源转换装置,并测试该体系的放电性能。采用X射线衍射(XRD)仪、能谱仪、扫描电子显微镜、微机差热天平、温度监测仪等手段对电极材料的成分、元素分布、形貌、热稳定性、燃烧温度进行分析,探讨烟火电池的放电机制和安全特性。结果表明:Zr-CuO体系烟火电极材料的燃烧温度为1500.6℃,生成的主要产物为ZrO2、Cu2O和Cu,当隔膜完全被熔化时,形成以锂离子移动、嵌入为主的导电过程,此时电动势值也将达到最大。该体系烟火电池放电性能稳定,电动势可达2.29V,放电时间可持续18s以上,而且非常安全。

Zr/CuO体系烟火药剂电极工艺参数优化研究

为研制出可靠性更好、能量密度更高、更加实用的烟火电池,需要对其加工工艺进行研究.通过正交试验确定了烟火电极制备的较优工艺参数,考察了烟火电池放电性能的主要影响因素.结果表明,Zr/CuO体系烟火药剂电极的较优制备工艺为:阳极片的径厚比为5∶1;阳极片的装药密度为4.0g/cm3;阴极片的径厚比10∶1;阴极片的装药密度为3.3g/cm3;隔膜的径厚比为25∶1;隔膜的装药密度为2.1g/cm3.