[发明专利]一种具有层状结构的热量缓释元件及其在热电池中的应用

说明书

本发明公开了一种具有层状结构的热量缓释元件及其在热电池中的应用，属于热电池技术领域。本发明公开的层状结构热量缓释元件依次设置有氧化剂层、透“锂”薄层、还原剂层，通过采用离子‑电子导体构建透“锂”薄层，控制“锂”在其中的传输速度，从而控制热量缓释元件中的氧化剂与还原剂间的反应速度，进而控制热量缓释元件的热量释放速率，并实现热电池内部温度较为精准的控制，使得具有层状结构的热量缓释元件应用于热电池产品时，该电池的性能得到明显提高，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及热电池技术领域，具体涉及到一种具有层状结构的热量缓释元件及其在热电池中的应用。

背景技术

热电池属于热激活式贮备电池，其主要由正极、电解质、负极、加热材料等组成，具有激活时间短、贮存时间长、工作温度范围宽、比功率高等优点，广泛应用于各种军事及民事领域中。

目前，热电池主要采用Fe/KClO₄作为加热材料，通过一次加热使热电池内部温度，快速升温至其工作温度。在热电池工作过程中，其内部热量逐渐向外释放，并引起热电池内部温度持续下降，进而造成热电池放电性能的显著下降。通过采用气凝胶和真空保温壳体等保温材料，能够减缓热电池内部温度下降速率，但是仍难以满足中长寿命热电池对其内部温度控制的需求，同时也显著增大热电池体积。鉴于此，本发明提供一种热量能够缓慢持续供给的热量缓释元件，通过透“锂”薄膜控制其中的氧化剂和还原剂间的氧化反应速度，实现其热量持续缓慢供给，从而在不显著增大热电池体积的情况下，实现热电池内部温度较为精准的控制，进而实现其放电性能较大幅度的提升。

发明内容

针对上述不足或缺陷，本发明的目的是提供一种具有层状结构的热量缓释元件，可有效解决热电池工作过程中的内部温度下降速率快等问题。

为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：

本发明提供一种具有层状结构的热量缓释元件，该热量缓释元件依次设置有氧化剂层、透锂薄层和还原剂层。

进一步地，氧化剂层包括氧化剂和锂离子导体。

进一步地，还原剂层包括氧化剂和锂离子导体。

进一步地，透锂薄层包括锂离子导体和电子导体。

进一步地，电子导体为CeO₂及其固溶体、Gd₂O₃及其固溶体、Sm₂O₃及其固溶体中的至少一种。

进一步地，上述锂离子导体包括锂金属盐和功能性助剂。

具体的，氧化剂层、透锂薄层、还原剂层中锂金属盐各自独立的选自LiF、LiCl、LiBr、LiI、Li₂CO₃、Li₂SO₄、Li₃PO4、LiPO₃中的至少一种。

具体的，氧化剂层、透锂薄层、还原剂层中功能性助剂各自独立的选自KF、KCl、KBr、KI、K₂CO₃、K₂SO₄、K₃PO₄、KPO₃、NaF、NaCl、NaBr、NaI、Na₂CO₃、Na₂SO₄、Na₃PO₄、NaPO₃中的至少一种。