熱電池又叫熔鹽電池，熱激活儲(chǔ)備電池（heat activated reserve battery）。貯存時(shí)電解質(zhì)為不導(dǎo)電的固體，使用時(shí)用電發(fā)火頭或撞針機(jī)構(gòu)引燃其內(nèi)部的加熱藥劑，使電解質(zhì)熔融成為離子導(dǎo)體而被激活的一種儲(chǔ)備電池。它是以熔融鹽為電解質(zhì)，利用自動(dòng)激活機(jī)構(gòu)點(diǎn)燃熱源使電解質(zhì)熔化激活的一次儲(chǔ)備電池。熱電池包括：鎂/五氧化二釩熱電池，鈣/硫酸鉛熱電池，LAN硫化物熱電池，鋰合金一硫化鐵熱電池。熱電池又稱
簡(jiǎn)介
熱電池是一種高溫能源，工作溫度350℃550℃。電池除具有陰陽(yáng)兩極外，兩極常由離子導(dǎo)電的熔融電解質(zhì)隔開(kāi)，電解質(zhì)中加入細(xì)小的金屬氧化物或陶瓷粉末作粘結(jié)劑，如MgO、SiO2、BN，它們起著固定電解質(zhì)的作用，電解質(zhì)層的變形流動(dòng)特性受溫度、壓力、成分及粘結(jié)劑含量等因素的影響。電解質(zhì)熔化前，電池是情性的，可長(zhǎng)時(shí)間貯存，一但點(diǎn)火激活，既可大功率放電，工作電流達(dá)每平方厘米數(shù)安培，持續(xù)數(shù)秒鐘，也可小功率長(zhǎng)時(shí)間放電，持續(xù)1h或更長(zhǎng)時(shí)間。熱電池利用一些原子量小、化學(xué)性質(zhì)活浚，電極電勢(shì)很負(fù)的破金屬或堿土金屬作陽(yáng)極材料(如鋰、鈉、鈣、等)，具有很高的比功率和比能量，因此，熱電池作為軍用電源是十分理想的。
技術(shù)發(fā)展過(guò)程
美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出壽命約5min的熱電池，并應(yīng)用到核武器上電池制作采用“杯一蓋”型工藝，每個(gè)單電池被封在一個(gè)金屬杯內(nèi)，相互間由金屬帶連接，兩極被浸演了電解質(zhì)的玻璃纖維布隔開(kāi)，激活熱源是所謂的“熱紙”-鋯和鉻酸鋇的混合粉末摻雜陶瓷纖維后加工成薄片。這種材料的穩(wěn)定性差，對(duì)靜電和震動(dòng)相當(dāng)敏感。60年代初期，片型工藝的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了熱電池的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，電池各部件均是片狀，其中電解質(zhì)由高嶺土固定后改用焙燒后的SiO2，片狀熱源主要由鐵粉和KCLO4組成，較“熱紙”安全穩(wěn)定，點(diǎn)火后只產(chǎn)生極少的氣體，并可通過(guò)調(diào)整鐵與KCLO4的比例來(lái)控制熱電池的工作溫度。片型工藝的出現(xiàn)及高效隔熱材料的應(yīng)用，使熱電池的比功率和比能量得到了很大的提高，特別是大大地延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
現(xiàn)狀及展望
熱電池屬貯備型高溫熔融鹽一次電池，主要用于導(dǎo)彈、火箭以及應(yīng)急電子儀器供電 ,隨著這種電池技術(shù)的發(fā)展，非軍事裝備也有可能應(yīng)用。早期熱電池正極材料為 WO3 、V2O5 、Pb2SO4 等，負(fù)極材料為 Ca、Mg ,1960年代發(fā)展起來(lái)的 Ca2CaCrO4系列較現(xiàn)代熱電Li(M)2FeS2 來(lái)說(shuō)比能量、比功率都很低，且存在副化學(xué)反應(yīng)，放出熱量引起失控?，F(xiàn)代熱電池起源受益于高溫電池研究的發(fā)展。1968 年美阿貢實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了 Li2S 高溫?zé)犭姵匮芯?，Li2S 電化學(xué)體系開(kāi)路電壓 2.23 V，理論比能量 2602 Wh/ kg ，由于 Li、S 兩種活性物質(zhì)在工作狀態(tài)下為熔融液態(tài)，不易貯存、控制 ,此系列被迫于1970年代早期放棄。1973年固態(tài)(α-β)LiAl 和金屬硫化物電極取代了 Li、S電極，金屬硫化物有 Cu、Fe、Ni、Cr 和 Co，選擇鐵的硫化物是因?yàn)橥渌饘倭蚧锉容^具有較高的比能量且價(jià)格較低。為了得到較高的輸出電壓和容量，1980 年代中期用 FeS2 代替FeS，同時(shí) LiSi 合金也開(kāi)始用做熱電池負(fù)極。近年來(lái)熱電池發(fā)展很快，針對(duì)性能不同的熱電池需要開(kāi)發(fā)出新型負(fù)極鋰合金活性材料 LiSiMg 合金和 LiB 合金，新型正極活性材料LVO等。
比較
理論上 FeS2 電位中等，影響電池比特性，且熱穩(wěn)定性差，450 ℃嚴(yán)重失重，所以熱電池用正極材料的改進(jìn)是必要的。鉻類化合物中 Cr2O3 電位較低，CrO3 、Cr2O5 、CrO2 缺少熱穩(wěn)定性，所以不適合做熱電池正極。CaCrO4 做熱電池正極已有很長(zhǎng)歷史，其他鉻酸鹽如 Li2Cr2O7 、重鉻酸鉀 也常用做正極，特別是 Li2Cr2O7 分子量小、電化學(xué)容量最高，更能吸引人們注意。由于鉻酸鋰熔點(diǎn)較低約 516 ℃，常需加入粘合劑使電極在工作時(shí)活性物質(zhì)熔鹽不流動(dòng)，保持形態(tài)不變。Li2Cr2O72LiAl電對(duì)開(kāi)路電壓3.0 V,100 mA/ cm2放電單體電壓2.5～2.6 V，基本等同于鋰釩氧 (LVO)。錳化合物中β2MnO2作為其他電池正極材料如鋅錳、鋰錳電池已相當(dāng)普遍，同樣作為熱電池正極也進(jìn)行了研究測(cè)試，β2MnO22LiAl 電對(duì)開(kāi)路電壓，3.1V，100mA/cm2放電單體電壓3.0V。
參考資料 >