[发明专利]一种高能钠氯中温热电池制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高能、环保储能氧化还原电池技术领域，尤其是一种高能钠氯中温热电池的制备方法。

背景技术

由于石油资源日趋短缺，燃烧石油的内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重，因此人们投入较大的人力、物力进行替代内燃机的新型能源装置研发，燃料电池、化学电池产品及应用开发取得了一定成效。但目前化学生产电池污染环境，工艺过程复杂，化学电池在使用中容易产生各单体电池电压不均一，时有大电流放电，导致使用寿命短，温度特性差，系统复杂，造价高昂等致命弱点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有国外钠离子电池制备工艺技术的不足，提供一种有效提高电池储能量和充放电速度，减少工艺流程，缩短了制造时间，使电池更加安全的高能钠氯中温热电池的制备方法。本发明包括不锈钢卡、正极电极、负极电极、聚酰亚胺芳纶材料，其特征在于：其制备方法按下列步骤进行

（1）制备钠氯热电池正极材料，先制作NaAlCl₄中温离子液体熔盐，将分析纯AlCl₃放入微波搅拌机中，加热至170℃形成AlCl₃熔盐，按摩尔比1:1加入分析纯NaCl，按每分钟5℃速度逐渐加热搅拌反应1h到270℃—350℃，再按NaCl:Ni=1:1摩尔比例混合分析纯NaCl和气相沉积金属Ni粉，按混合物与NaAlCl₄质量比4:1加入到微波搅拌机中，搅拌6h制备成NaAlCl₄、NaCl、Ni熔溶混合中温胶体，将低密度石墨毡浸渍挤压于中温胶体中复合6s，从微波搅拌机中提出浸渍挤压石墨毡降温冷却后即为载体的固体极片，经剪切机剪切成设计尺寸正极片，通过不锈钢卡子卡住复合石墨毡上口边缘，两者复合成一体，卡子作电极的引出电极；

（2）制备钠氯热电池负极材料， 将乙醇加入到微波搅拌机中，升温至50℃，按Na₂CO₃:乙醇摩尔比浓度为1：3摩尔比缓慢加入Na₂CO₃，溶解制成Na₂CO₃溶胶，再将石墨毡浸渍挤压于溶胶中复合6s，Na₂CO₃进入石墨毡孔中，提出复合好的石墨毡放入微波干燥箱中使乙醇、水蒸发，将复合石墨毡经剪切机剪切成设计尺寸的极片，用不锈钢卡子卡住复合石墨毡上口边缘并与不锈钢卡复合成初級极片备用，将摩尔比浓度30.3%分析纯硝酸铝、硝酸锆、硝酸钠、氧化硅、钛酸四丁脂分别加入50℃乙醇溶液的微波搅拌机中溶解于乙醇溶液中，用氨水和HNO₃调节PH值到6，搅拌反应时间24h制成单组分溶胶，按硝酸铝、硝酸锆、硝酸钠、氧化硅、钛酸四丁脂按摩尔比为4:2:1:1:1配制成五组分溶胶搅拌反应时间6h，将制成的初級极片浸渍五组分溶胶中复合，使溶胶渗透于石墨毡孔内，从微波搅拌机中提出复合好的石墨毡自然干燥2天，干燥后送入微波烧结炉中在600℃焙烧2h，后以2℃/分钟速度升温到1054℃时，恒温1H后再以2℃/分钟速度升温到1200℃焙烧2h制成Naβ”—Al₂O₃陶瓷膜，然后自然冷却至常温，出炉后真空保存备用；

（3）钠氯中温单体热电池封装，将正负极片按单体电压和容量设计要求正负极片交叉叠在一起，用芳纶纤维缠绕固定好后，焊接好正负极集流条，将聚酰亚胺/芳香二酸酐/芳香二胺按1：1：1摩尔比例加入低沸点甲醇溶液，甲醇溶剂与混合物的质量比为1：1，在微波加热搅拌机中，按5℃/分钟速度加热到450℃恒温，使聚酰亚胺/芳香二酸酐/芳香二胺充分溶解聚合，获得热固性聚酰亚胺溶液成为封装的预混料，将固定好的单体电池放入预混料中浸渍5s后取出，然后自然冷却备用；