热电池新型正极材料的制备与薄膜化工艺的研究

发布时间：2024-03-03 08:24

　　热电池是一种以固态熔盐作为电解质的一次性储备电源,因其高比能量和比功率,能够在严苛的环境下正常放电,成为现代武器(战略战术导弹,鱼雷,核武器等)不可替代的军用电源,其技术水平与高端国防武器装备发展息息相关。日新月异的军事工业对热电池提出了越来越苛刻的性能要求,具有高能量输出、高比功率、微型化小型化的电池体系成为军用电源的研究重点。而热电池中正极材料性能是影响热电池性能的关键因素,目前我国实际应用到型号的正极材料多为FeS2和CoS2,其中FeS2材料热稳定性差、电导率低,CoS2材料放电电压低,成本高,实际应用正极材料种类少导致热电池产品单一,不能满足不同军事领域对多样化热电池体系的需求。另外,热电池制备工艺仍采用传统的粉末压片工艺,存在工艺繁琐,制得电池体积大,活性材料利用率较低等问题。更重要的是,该制备工艺严重制约单体电池向小型化和微型化方向发展。本文针对正极材料单一问题,设计合成新型材料NiS2和Fe0.5Co0.5S2,并对高电压正极材料NiCl2材料进行改性研究;针对制备技术落后问题,将丝网印刷工艺用于单体电池的制备实现电池薄膜化,不仅克服传统粉末压片工艺的不足,提高活性材料...

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１单体电池组成示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｅｌｌ??

实际应用到武器系统的热电池是根据电压需求将一定数量的单体电池与其他部??件组装成的电池组。因此，实验室中研究热电池只需对单体电池体系组装并进行??测试。单体热电池体系示意图如图１．１所示。??ｅｐｅｌｌｅｔ??Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ??Ａｎｏ....

图２．３不同温度下合成ＦｅＳ２的?ＸＲＤ谱图??Ｆｉｇｕｒｅ?２３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆＦｅＳｚ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??

２．３结果与讨论??２．３．１晶体结构分析??图２．３为高温固相法在５２０°Ｃ、５４０°Ｃ、５６０°Ｃ、５８０°Ｃ、６００°Ｃ温度下合成ＦｅＳ２??材料的ＸＲＤ谱图。??？?ＦｅＳ?—?Ｓｔｉｉｎｄｎｉ?ｄ??５６０??秦?Ｆｅ?Ｓ?５２〇Ｘ＾?５８０??３?４?．?—?５４０Ｘ....

图２．４不同温度下合成ＣｏＳ２的ＸＲＤ谱图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?Ｃ０Ｓ２?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??

相比于ＦｅＳ２材料，ＣｏＳ２材料本身热稳定性较好，因此设置其反应温度高于??ＦｅＳ２材料的合成温度。分别在５８０°Ｃ、６００°Ｃ、６２０°Ｃ、６４０°Ｃ、６６０°Ｃ温度下以钴??粉和硫粉为原料合成Ｃ〇Ｓ２，图２．４所示为所得样品的ＸＲＤ谱图。将不同温度合??成ＣｏＳ２的衍射峰与立....

图２．５不同温度下合成ＮｉＳ２的ＸＲＤ谱图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．５?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆＮｉＳ２?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??

?设置高温反应温度为５９０°Ｃ、６００°Ｃ、６１０°Ｃ、６２０。（：、６３０。（：、６４０。（：，所得样品??的ＸＲＤ谱图如图２．５。将所有样品的ＸＲＤ谱图与ＮｉＳ２?（ＰＤＦ?ｃａｒｄ?ｎｏ．?８８－１７０９）??标准衍射谱图对比发现，５９０°Ｃ下合成样品杂相较多，随着合成温度....

本文编号：3917504