涂布工艺在热电池中的应用研究张青青，丁飞，张晶，韩宇，邢永慧(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)摘要：采用锂离子电池电极制备方法——涂布工艺。分别制备了热电池正极和电解质薄膜，通过结构、形貌及电化学性能测试证明了涂布工艺在热电池领域的可行性。将电解质涂布在正极基底上。在两者的界面处形成正极与电解质复合体，利用单体测试模具在高温下进行放电，根据结果得出采用此工艺相比传统的粉末压制法制备的单体热电池内阻降低。上班时间更长．表明了涂布工艺在热电池中的优越性。关键词：热电池；涂布；薄膜中图分类号：TM91 2 文献标识码：A 文章编号：1 002-087X(2...

  涂布工艺在热电池中的应用研究张青青，丁飞，张晶，韩宇，邢永慧(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)摘要：采用锂离子电池电极制备方法涂布工艺。分别制备了热电池正极和电解质薄膜，通过结构、形貌及电化学性能测试证明了涂布工艺在热电池领域的可行性。将电解质涂布在正极基底上。在两者的界面处形成正极与电解质复合体，利用单体测试模具在高温下进行放电，根据结果得出采用此工艺相比传统的粉末压制法制备的单体热电池内阻降低。上班时间更长．表明了涂布工艺在热电池中的优越性。关键词：热电池；涂布；薄膜中图分类号：TM91 2 文献标识码：A 文章编号：1 002-087X(201 7)050746-02Application of coating technology in thermal batteryZHANG Qingqing，DING Fei，ZHANG Jing，HAN Yu，XING Yong-hui(Tianjm Institute ofPower SouJces，Ti锄jm 300384，Ch如a)Abstract：The cathode and electrolyte thinfilm were prepared by coating technology used in lithium ion batteries．Thefeasibility of coating technology in thermal battery field was confirmed by the analysis of structure，morphology andelectrochemical properly．The electrolytes were coated on the cathode thin film，forming a complex of cathode andelectrolyteS on the interface．The battery was discharged in the mold at high temperature．The results show thatcompared with the traditional method，the coating technology can reduce the battew resistance and lengthen thedischarge time，indicating the superiority of coating technology．Key WOrds：thermal battery；coating；thin film热电池是一种利用热源将电解质盐熔化而激活的一次性储能电池，大范围的应用于高技术军事领域，如电子和导航系统的动力电源、智能炸弹和其他弹药等；而在民用领域热电池也开始逐渐受到重视，已有研究报道将其作为飞机的应急和火警电源等。热电池是由引燃元件、加热元件、电堆、绝缘保温层及壳体等组件构成，其中电堆是由加热片、集流片、电极片和电解质层组成的单体电池平行重叠装配而成，并在很多压力下固定封装于壳体中。目前热电池电极和电解质成型方法大多采用粉末压制成型工艺，即将材料和必要的添加剂混合均匀后，在特定的模具中经过压力机压制成型，然后脱模得到电极和电解质片。但该工艺存在较多缺点：(1)机械性能差，不同直径下存在压制厚度下限，压制圆片的厚度不能太薄，这会造成热电池使用电极材料的容量往往大于实际放电容量，容量利用率低，并且过量的材料导致了过大的电池体积，限制了电池小型化的发展；(2)成本高。一方面材料的利用率低，会增加热电池的材料成本；另一方面当前热电池生产普遍是劳动密集型，粉末压制各个过程大多数都需要人工操作，故而人员成本比较高；(3)电池形状受压制模具的限制。不利于电池设计的灵活性；(4)正极活性物质和添加的电解质导电剂之间混合均一性在微观上极难控制，收稿日期：20161112作者简介：张青青(1987．)。女，河南省人，工程师。硕士生。主要研究方向为电化学。201 7．5 V01．41 No．5 746这在多元电解质的混合中越来越明显，混料的不均匀使正极乃至整个热电池内阻增加，降低了热电池的整体性能，对武器装备影响甚大Ⅲ。正是由于上述缺点，热电池电极制备工艺亟需得到改进。目前用于热电池薄膜正极的制备方法有：丝网印刷、磁控溅射【2_目等。但对于涂布工艺在热电池领域的研究相对较少，涂布工艺的使用能够有效减小热电池的体积，对热电池小型化有积极的推动作用。本论文探讨涂布工艺在热电池中的应用研究。涂布工艺已大范围的应用在锂离子电池的生产的全部过程中，即将活性物质、导电剂和粘结剂按照一定的比例混合均匀后，在涂布设备上成膜，根据电池设计裁制作而成不同大小，然后和其他零部件组装成单体电池，高温测试衡量涂布工艺在热电池中应用的可行性。1实验1．1实验材料在本研究中热电池电解质体系采用LiF-LiCI．LiBr-MgO电解质体系。正极材料为FeS：，负极为Li．B合金。1．2制备过程将正极活性物质和粘结剂按照质量比9：1进行球磨混合均匀，然后采用刮刀涂布在基底上，烘干溶剂得到正极薄膜。按照同样的方法将电解质浆料涂覆在热电池正极薄膜上，然后裁制成所需大小。1．3表征方法利用HITACHI S-4800型SEM来表征采用涂布工艺所制万方数据