热电池正极CoS2在不同熔盐中的放电特性

高建新， 刘志坚， 黄海锋， 欧振德， 文佑才

(中南大学粉末冶金研究国家重点实验室，湖南长沙410083)

热电池正极CoS2在不同熔盐中的放电特性

高建新， 刘志坚， 黄海锋， 欧振德， 文佑才

(中南大学粉末冶金研究国家重点实验室，湖南长沙410083)

对热电池正极二硫化钴在LiF-LiCl-LiBr和LiCl-KCl两种熔盐体系中的放电特性进行了研究，结果表明：对于Li-B/CoS2热电池，二硫化钴存在三个放电平台；二硫化钴的放电容量大小与自放电和极化有关，自放电损耗的主要原因是Li-B合金负极中的金属锂在熔盐内的溶解；在LiF-LiCl-LiBr体系中、小电流密度(<200 mA/cm2)放电条件下，二硫化钴容量的损耗主要由其第一放电平台的自放电引起，在LiCl-KCl体系中、大电流密度放电条件下,由于极化原因各放电平台的容量均有所下降，尤其以第三平台最为明显；Li-B/LiCl-KCl/CoS2体系在小电流放电时具有高的放电容量，但在大电流放电条件下Li-B/LiF-LiCl-LiBr/CoS2体系则表现出高的工作电压和放电容量。

热电池；二硫化钴；熔盐体系；放电特性

热电池是靠自身加热激活的一次贮备电池，其电解质为常温下不导电的无机盐，电池被激活后无机盐迅速熔化，电池开始工作。熔融盐的导电能力比一般锂离子电解质大2～3个数量级。因此热电池具有储存时间长、激活快速可靠、可以大电流放电等特点，被广泛应用在导弹、鱼雷、空间探测系统等。在民用领域还可应用于紧急逃生装置、地下高温探矿电源[1-3]。

当前热电池主要采用Li合金/硫化物(CoS2和FeS2)体系。相比二硫化铁，二硫化钴因具有电导率高、分解温度高、在熔盐中的溶解度小等[4]优点，成为首选的长寿命、高功率热电池正极材料。热电池一般采用的电解质是二元盐(LiCl-KCl)和全锂盐(LiF-LiCl-LiBr)，其中二元盐的离子电导率较低，且随着放电深度的增加，Li+/K+浓度比会发生变化，尤其在大电流放电时，会产生Li+的浓度梯度，导致电解质凝固使热电池提前失效[3]，而全锂盐则不存在这些问题。……