专利名称：低熔点高电导率熔融盐电解质及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低熔点高电导率熔融盐电解质及其制备方法，特 别涉及一种用于军用热电池的熔融盐电解质及其制备方法。
背景技术：
热电池又叫熔融盐电池或热激活电池，是一种储备式电池。它与 一般的化学电池相比，由于采用熔融盐作电解质，具有独特的优点-
可靠性高，激活时间短(《0. 5秒)，贮存时间长(10-15年或更长)， 内阻小，能够大电流脉冲放电，使用时不受环境温度和安装方向的影 响，具有良好的力学性能，是当前军用电池中使用最方便的电池，广 泛应用于导弹、布撒器和核武器等武器系统。
热电池的性能对武器系统的使用和储存性能起着至关重要的作 用。熔盐电解质性能好坏直接决定了电池性能的好坏，降低熔融盐电 解质的熔点、提高其导电率和热稳定性是改善热电池性能的重要途径 之一。
目前国内外科技工作者虽然对低熔点、高电导率的熔盐电解质进 行了大量的基础与应用研究，但是低熔点高电导率电解质体系仍然很
不完善，主要体现在熔点虽然降下来了，但电导率和稳定性仍然不 高，仍需进一步进行研究。
国内正在研制开发的高比能、大功率、长寿命热电池，其熔盐体
系目前主要使用LiC1-KC1低共熔盐体系，其熔点为352'C，电导率为 0.95S，cm1，迫切需要研制低熔点高导电率的熔盐体系，以满足我国 武器装备用新型热电池对熔盐电解质材料的需要。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有低熔点高电导率和热稳定性好 的熔融盐电解质。本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的
一种熔融盐电解质，其特征在于该熔融盐电解质包括LiCl (纯
度》97. 0%) : 19. 0-28. 5重量％; KC1 (纯度》99. 8%) : 21. 5-33. 0重量 %; LiBr(纯度》98. 0%) : 11.5-21.0重量％; KBr(纯度》99. 0%): 9.8-19.5重量％ ; LiF(纯度》99. 0%) : 1.5-8.5重量％和KF(纯度 》99.0%): 4. 0-14. 5重量％。
一种优选技术方案，其特征在于所述熔融盐电解质的含水量《
0. 5%。
本发明的另一目的是提供一种上述熔融盐电解质的制备方法。 本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。
一种熔融盐电解质的制备方法，其步骤如下
(1) 选取LiCl、 KC1、 LiBr、 KBr、 LiF和KF，分别进行真空脱 水，脱水至含水量《0. 5%，按比例称量配料，混合或研磨至物料充分 混合均匀；
(2) 将步骤(1)所得混合物置于坩埚中，缓慢加热至120°C-200 °C，保温1-3小时，以脱除物料中的水分，然后升温至650-850°C， 在此期间物料熔化，其中的挥发性成分充分挥发除去，停止加热，自 然或强制降温至室温；
(3) 取出坩埚中的料块，先用破碎机破碎至颗粒平均粒度为 l-3mm，再用陶瓷粉碎机粉碎至平均粒度为150"m以下，即得产品。
取所制得的熔融盐少许，置于坩埚中，加热至熔化，目测确定其 熔点，或使用示差热分析仪测定其熔点。使用数字电桥测定其电导率。 使用热重分析仪测定其含水量。
上述配料、制备和测量过程均在相对湿度(RH)《2%的干燥环境 中进行。
有益效果
本发明的熔融盐电解质的熔点为275-286 °C ，电导率为
1. 18-1. 25S cnT1，其含水量不超过0. 5%。下面通过具体实施方式
对本发明做进一步说明，但并不意味着对 本发明保护范围的限制。
具体实施例方式
实施例1
一种低熔点、高电导率熔融盐电解质，配料组成为LiCl (纯度
》97.0%) : 23. 8重量％、 KC1(纯度》99. 8%) : 31. 0重量％、 LiBr(纯度 》98.0%): 17. 3重量％、 KBr(纯度》99. 0%) : 15. 6重量％ 、 LiF(纯度 》99. 0%) : 4. 8重量％和KF重量(纯度》99. 0%) : 7. 5重量％。原料试剂 均用真空干燥箱在85。C下真空干燥2小时，在服《2%的干燥环境中称 量，用玛瑙研钵研磨至充分均匀后，放入熔化炉，缓慢升温至25(TC， 对混合好的物料进行进一步脱水，然后升温至70(TC，在此温度下保 温2h，停止加热，冷却到室温。将得到的熔盐进行破碎和研磨，得到 本发明的低熔点、高电导率熔盐电解质。
以上过程都在朋《2%的干燥环境中进行。
使用示差热分析仪测定其熔点。使用数字电桥测定其电导率。使 用热重分析仪测定其含水量。所得熔融盐电解质的熔点为275°C，电 导率为1. 22S cm—'，其含水量为O. 22%。
实施例2
一种低熔点、高电导率熔融盐电解质，配料组成为LiCl (纯度
》97.0%) : 24. 5重量％、 KC1(纯度》99. 8%) : 31. 9重量％、 LiBr(纯度 》98. 0%): 15. 1重量％、 KBr(纯度》99. 0%) : 15. 6重量％ 、 LiF(纯度 》99.0%): 4. 7重量％和KF(纯度》99. 0%): 8. 2重量％。原料试剂均用 真空干燥箱在9(TC下真空干燥1.5小时，在RH《2y。的干燥环境中称量， 用玛瑙研钵研磨至充分均匀后，放入熔化炉，缓慢升温至27(TC，对 混合好的物料进行进一步脱水，然后升温至72(TC，在此温度下保温 2.5h，停止加热，冷却到室温。将得到的熔盐进行破碎和研磨，得到 本发明的低熔点、高电导率熔盐电解质。
以上过程都在朋《2%的干燥环境中进行。使用示差热分析仪测定其熔点。使用数字电桥测定其电导率。使
用热重分析仪测定其含水量。所得熔盐的熔点为282°C，电导率为 1. 18S cm—'，其含水量为0. 18%。
一种低熔点、高电导率熔融盐电解质，配料组成为LiCl (纯度 》97.0%) : 26. 8重量％、 KC1(纯度》99. 8%) : 29. 3重量％、 LiBr(纯度 》98. 0%) : 17. 3重量y。、KBr(纯度》99. 0%) : 12. 7% 、LiF(纯度^99. 0%): 3.8重量％和KF(纯度》99. 0°/。) 10.1重量％。原料试剂均用真空干燥 箱在11(TC下真空干燥2. 5小时，在RH《2。/。的干燥环境中称量，用玛 瑙研钵研磨至充分均匀后，放入熔化炉，缓慢升温至29(TC，对混合 好的物料进行进一步脱水，然后升温至74(TC，在此温度下保温2h， 停止加热，冷却到室温。将得到的熔盐进行破碎和研磨，得到本发明 的低熔点、高电导率熔盐电解质。
以上过程都在朋《2%的干燥环境中进行。
使用示差热分析仪测定其熔点。使用数字电桥测定其电导率。使 用热重分析仪测定其含水量。所得熔盐的熔点为286°C，电导率为 1.25S.cm—'，其含水量为O. 33%。
实施例权利要求
1、一种熔融盐电解质，其特征在于该熔融盐电解质包括LiCl19.0-28.5重量％；KCl21.5-33.0重量％；LiBr11.5-21.0重量％；KBr9.8-19.5重量％；LiF1.5-8.5重量％和KF4.0-14.5重量％。
2、 根据权利要求1所述的熔融盐电解质，其特征在于所述熔融盐电解质的含水量《0. 5%。
3、 根据权利要求1或2所述的熔融盐电解质的制备方法，其步骤如下(1) 选取LiCl、 KC1、 LiBr、 KBr、 LiF和KF，分别进行真空脱 水，脱水至含水量《0. 5%，按比例称量配料，混合或研磨至物料充分 混合均匀；(2) 将步骤(1)所得混合物置于坩埚中，缓慢加热至120°C-200 °C，保温1-3小时，以脱除物料中的水分，然后升温至650-850°C， 在此期间物料熔化，其中的挥发性成分充分挥发除去，停止加热，自 然或强制降温至室温；(3) 取出坩埚中的料块，先用破碎机破碎至颗粒平均粒度为 1-3mm，再用陶瓷粉碎机粉碎至平均粒度为150wm以下，即得产品。
全文摘要
本发明涉及一种熔融盐电解质及其制备方法，其特征在于该熔融盐电解质包括LiCl(≥97.0％)19.0-28.5重量％；KCl(≥99.8％)21.5-33.0重量％；LiBr(≥98.0％)11.5-21.0重量％；KBr(≥99.0％)9.8-19.5重量％；LiF(≥99.0％)1.5-8.5重量％和KF(≥99.0％)4.0-14.5重量％。本发明的熔融盐电解质的熔点为275-286℃，电导率为1.18-1.25S·cm<sup>-1</sup>，其含水量不超过为0.5％。
文档编号H01M6/36GK101471446SQ20071030428
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者尹延西, 张建东, 江洪林, 罗远辉, 陈伟东, 高贵华, 黄永章 申请人:北京有色金属研究总院