[发明专利]一种高电导加热粉及其制备方法和应用

说明书

本方案公开了热电池技术领域的一种高电导加热粉，包括的原料及其质量百分比为：Fe粉15％～35％、KClO₄粉10％～20％、高电导金属粉30％～45％和高热值金属粉10％～25％。制备时，包括以下步骤：步骤一、按质量百分比分别称取Fe粉、KClO₄粉、高电导金属粉和高热值金属粉，然后进行烘干处理待用；步骤二、将Fe粉、高电导金属粉和高热值金属粉混合得到混合料，然后放入球磨机中进行球磨；步骤三、向球磨后的混合料中加入KClO₄粉并混合均匀，混合后球磨处理，然后过100目～200目标准筛，即制得高电导加热粉。由于本申请中的高电导加热粉具备良好的电导性和较高的热值，因此，其可广泛应用于加热片以及热电池中。

技术领域

本发明属于热电池技术领域，特别涉及一种高电导加热粉及其制备方法和应用。

背景技术

热电池又称为一次熔盐电池，具有高比能、高比功率、大功率放电、储存时间长等优异特点，在军用电池领域有十分重要的用途，并迅速发展成现代化武器的理想电源。热电池单体主要由集流片、正极片、电解质、隔膜、负极片、加热片等组成，单元热电池由多个热电池单体组成。伴随着采矿业及航天航空领域的发展，热电池也成功应用到上述行业。

热电池工作温度在400℃～600℃，利用高温熔盐作为电解质，电解质是由两种及其以上的无机盐组成的低共熔体。常温下，无机盐是内阻几十兆欧的固体，电池几乎没有自放电。需要热电池工作时，通过点燃加热粉提供热源将电解质熔化，迅速熔化的电解质形成高电导的离子导体从而激活热电池，开始放电工作。

目前热电池主流加热粉是Fe+KClO₄，混合的Fe和KClO₄被压机制备成加热片，加热片具有产热快、产生气体较少、体积变化少等优点。Fe粉与KClO₄的质量配比从80：20到88：12不等。根据反应式(1)，Fe和KClO₄完全反应的质量比为26：16，剩余的铁粉作为导电剂，成为热电池单体间的电子运输通道。

4Fe+KClO₄→4FeO+KCl (1)

根据Fe和KClO₄氧化-还原反应可知，计算得到Fe和KClO₄完全反应热值为19.55KJ/g。

Mg和KClO₄反应：4Mg+KClO₄→4MgO+KCl，计算得到Mg和KClO₄完全反应热值为100.48KJ/g；Al和KClO₄反应：8Al+3KClO₄→4Al₂O₃+3KCl，计算得到Al和KClO₄完全反应热值为248.98KJ/g。在此可知Mg、Al和KClO₄反应的发热量远高于Fe和KClO₄。

高温条件下，不同金属在500℃电导率如表1所示：

表1

随着热电池性能要求越来越严苛，要求加热粉热值高、电导好、质量轻，Fe/KClO₄加热粉越来越无法满足高性能热电池的使用，所以需要一种热值大、高电导的轻质加热粉。

发明内容

本发明意在提供一种高电导加热粉，以解决现有技术中的Fe/KClO₄加热粉热值不够以及电导性不足的问题。

本方案中的一种高电导加热粉，包括的原料及其质量百分比为：Fe粉15％～35％、KClO₄粉10％～20％、高电导金属粉30％～45％和高热值金属粉10％～25％。