[发明专利]一种运载火箭用热电池的单体电池

说明书

本发明公开了一种运载火箭用热电池的单体电池，其包含隔离粉、加热粉、正极粉和负极粉，所述的隔离粉由LiF‑LiCl‑LiBr三元全锂电解质熔盐与熔盐吸附剂构成，其中，熔盐吸附剂占隔离粉总质量的50‑65％。实现了热电池在5‑20s、45‑55s和65‑75s三段工作时间内，脉冲压降变化率均小于2％的性能特点，保证了火箭上载荷设备的性能可靠性。本发明提供的热电池的单体电池所用原材料及零部件制备工艺均与常规热电池相同，能在不改造现有生产线的前提下进行大规模生产，生产过程通用性高，在满足新一代固体运载火箭型号研制生产任务的同时，成本压力低，经济效益优良。

技术领域

本发明属于热电池技术领域，涉及一种热电池，具体涉及一种运载火箭用热电池的单体电池。

背景技术

长征-11(以下简称cz-11)是我国首款固体运载火箭，主要用于满足自然灾害、突发事件等应急情况下的发射，为了满足其高效、快速发射的特点，要求箭上各设备必须具备快速响应、测试维护时间短的能力，而传统锌银蓄电池准备时间长达36-48h，显然无法满足长征-11火箭的实际需要。

热电池是用电池本身的加热系统把不导电的固体状态盐类电解质加热熔融呈低阻离子型导体而进入工作状态的一次贮备电池，相较其它化学电源来说，其最大特点是激活时间短(1-5秒)、无维护贮存时间长(15-20年)，因此其作为对准备时间要求很高的固体运载火箭电源来说，是非常合适的。但是，由于运载火箭对可靠性方面性能的突出要求，尤其是火箭某级直接决定了搭载卫星的入轨精度，因此对火箭某级舵机及卫星摆脱平台的性能稳定性提出了极高的要求，而这也就意味着长征-11某级所搭载热电池必须具备在多段时间内均、不同功率条件下均可进行稳定输出的能力。

就目前而言，世界范围内尚没有运载火箭使用热电池作为箭上电源使用的先例存在，将与其性能类似的中远程战略导弹的用电需求进行对比来看，运载火箭对箭上电源的输出功率要求较低，但对输出脉冲输出压降变化率的要求则较高，而现有热电池产品在这两方面尚难以达到锌银蓄电池的水平，因此，开发一种具备满足运载火箭使用要求的热电池不但可以解决我国航天事业进步的现实要求，还能对热电池技术的发展起到积极的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种运载火箭用热电池的单体电池，其能完全满足长征-11固体运载火箭某级对箭上电源的要求，为舵机及卫星摆脱平台提供高精度的电力输出，填补了国内外关于此类热电池的技术空白。

为了达到上述目的，本发明提供了一种运载火箭用热电池的单体电池，该单体电池包含隔离粉、加热粉、正极粉和负极粉，所述的隔离粉由LiF-LiCl-LiBr三元全锂电解质熔盐与熔盐吸附剂构成，其中，熔盐吸附剂占隔离粉总质量的50-65％。

所述隔离粉的作用类似普通电池中的隔膜，LiCl-LiBr-LiF起到电解液的作用，MgO起到隔膜基体的作用。隔离粉中的两种物质分别为MgO和LiF-LiCl-LiBr电解质，其中，起到离子迁移作用的仅仅是电解质，MgO只起到吸附电解质避免其流动的作用。因此，氧化镁的添加量影响到整个隔离粉的离子迁移率，其占比越多，离子迁移率越差，反之亦然。

较佳地，所述的熔盐吸附剂为轻质MgO。轻质氧化镁为白色轻质疏松无定型粉末。无臭、无味、无毒。轻质所占体积约为重质氧化镁的三倍左右。暴露在空气中极易吸收水分和二氧化碳，难溶于水不溶于醇，能溶于稀酸中生成相应的镁盐溶液。氧化镁有高度耐火绝热性能,比重为3.58(25)，熔点为2852，沸点3600。质量指标：化工部行业标准HG/T2573-2006。

较佳地，轻质MgO占隔离粉总质量的60％。

较佳地，所述的隔离粉的制备方法包含以下步骤：

步骤1，按权利要求1所述的隔离粉的比例称取LiF-LiCl-LiBr三元全锂电解质熔盐与熔盐吸附剂，均匀混合；