本发明属于热电池技术领域，具体是涉及一种制备热电池用组合极片的方法。
背景技术：
热电池是以熔盐作电解质，利用热源使其熔化而激活的一次储备电池，其具有很高的比能量和比功率、贮存时间长、激活迅速可靠、使用环境温度宽以及不需要维护等优点；目前，国内热电池的电极片均采用粉末压片工艺制备，即将电极粉体材料均匀布洒在导电衬底上，再施压成型；由于粉体自支撑性差，导致热电池很难做成组合极片，大直径的组合极片无法成型。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备热电池用组合极片的方法，通过浆料涂覆工艺取代传统的粉末压片工艺，实现了组合极片的制备。
为了达到上述目的，本发明一种制备热电池用组合极片的方法，包括以下步骤：
步骤一：将热电池正极粉体材料、第一粘结剂、第一分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得正极复合浆料，将正极复合浆料涂覆于正极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成正极片；步骤二：将热电池负极粉体材料、第二粘结剂、第二分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得负极复合浆料，将负极复合浆料涂覆于负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成负极片；步骤三：将熔盐电解质、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得熔盐电解质浆料，将熔盐电解质浆料涂覆于负极片上，干燥固化后，形成复合有熔盐电解质层的复合片；步骤四：将热电池正极复合极片叠置在复合片上，使熔盐电解质层处于正极片与负极片之间，压合处理，得组合极片半成品；步骤五：将热电池加热粉材料、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得加热粉浆料，将加热粉浆料分别涂覆于组合极片半成品两侧的正极集流体上和负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成组合极片成品。
进一步，所述正极复合浆料涂覆于正极集流体上的厚度为100～1000μm，正极集流体的厚度为10～50μm。
进一步，所述负极复合浆料涂覆于负极集流体上的厚度为100～1000μm，负极集流体的厚度为10～50μm。
进一步，所述加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为10～200μm，加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为10～200μm。
进一步，所述热电池正极粉体材料为fes2，热电池负极粉体材料为锂硅合金，熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为30～60%，licl的质量百分比为40～70%，第一粘结剂为环氧树脂，第一分散剂为去离子水，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂的通式为，cmhnntos，其中，m=4～10，n=7～12，t=1～3，s=1～5，热电池加热粉材料为fe粉与kclo4的混合物；其中，fe粉的质量百分比为5～20%，kclo4的质量百分比为80～95%；所述步骤一中，正极复合浆料的各组分按质量百分比为：热电池正极粉体材料30～60%、熔盐电解质10～20%、第一粘结剂2～10%，其余为第一分散剂；所述步骤二中，负极复合浆料的各组分按质量百分比为：热电池负极粉体材料30～60%、熔盐电解质10～20%、第二粘结剂2～10%，其余为第二分散剂；所述步骤三中，熔盐电解质浆料的各组分按质量百分比为：熔盐电解质30～60%、第二粘结剂2～10%，其余为第二分散剂；所述步骤五中，加热粉浆料的各组分按质量百分比为：将热电池加热粉材料30～60%、第二粘结剂2～10%，其余为第二分散剂。
进一步，步骤一至步骤五中，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min，压制的强度为2～10mpa，压制的时间为1～4min，压合的强度为5～12mpa，压合的时间为1～4min。
进一步，正极集流体和负极集流体均为石墨纸。
本发明的有益效果在于：
1.本发明一种制备热电池用组合极片的方法通过浆料涂覆工艺取代传统的粉末压片工艺，实现了组合极片的制备；并且，正极复合浆料中复合有热电池正极粉体材料和熔盐电解质，增大了热电池正极粉体材料与熔盐电解质的接触面积；同理，负极复合浆料中复合有热电池负极粉体材料和熔盐电解质，增大了热电池负极粉体材料与熔盐电解质的接触面积，从而提高了锂离子电池的倍率特性；在此基础上，由于加热粉浆料分别涂覆于组合极片半成品两侧的正极集流体上和负极集流体上，明显提高了电池的激活速度：一方面，加热粉浆料与熔盐电解质的最短距离能够尽可能的缩短，即加热粉浆料与熔盐电解质之间的最短距离可等于正极集流体的厚度或者负极集流体的厚度，使得激活速度更快；另一方面，位于组合极片半成品两侧的加热粉浆料作为热源同时引发时，激活时间比单个热源引发的激活时间更短。
2.本发明一种制备热电池用组合极片的方法有利于提高电池储能密度和储能容量；以正极片为例，由于正极集流体仅仅起电子传导作用，并不能储存能量，适当增加正极复合浆料涂覆于正极集流体上的厚度，同时降低正极集流体的厚度，有利于提高电池储能密度和储能容量。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例一：
本发明一种制备热电池用组合极片的方法，包括以下步骤：
步骤一：将热电池正极粉体材料、第一粘结剂、第一分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得正极复合浆料，将正极复合浆料涂覆于正极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成正极片。这里，热电池正极粉体材料为fes2；第一粘结剂为环氧树脂；第一分散剂为去离子水；熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为30%，licl的质量百分比为70%；正极复合浆料的各组分按质量百分比为：热电池正极粉体材料30%、熔盐电解质10%、第一粘结剂5%，其余为第一分散剂；正极集流体采用石墨纸,正极复合浆料涂覆于正极集流体上的厚度为100μm，正极集流体的厚度为10μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为2mpa，压制的时间为4min。
步骤二：将热电池负极粉体材料、第二粘结剂、第二分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得负极复合浆料，将负极复合浆料涂覆于负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成负极片。这里，热电池负极粉体材料为锂硅合金，熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为30%，licl的质量百分比为70%，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c4h7no；负极复合浆料涂覆于负极集流体上的厚度为100μm，负极集流体的厚度为10μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为2mpa，压制的时间为4min。
步骤三：将熔盐电解质、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得熔盐电解质浆料，将熔盐电解质浆料涂覆于负极片上，干燥固化后，形成复合有熔盐电解质层的复合片。这里，熔盐电解质由质量百分比为30%的kcl和由质量百分比为70%的licl混合而成，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c4h7no；熔盐电解质浆料的各组分按质量百分比为：熔盐电解质30%、第二粘结剂5%，其余为第二分散剂。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。
步骤四：将热电池正极复合极片叠置在复合片上，使熔盐电解质层处于正极片与负极片之间，压合处理，得组合极片半成品。这里，压合的强度为5mpa，压合的时间为4min。
步骤五：将热电池加热粉材料、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得加热粉浆料，将加热粉浆料分别涂覆于组合极片半成品两侧的正极集流体上和负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成组合极片成品。热电池加热粉材料为fe粉与kclo4的混合物；其中，fe粉的质量百分比为10%，kclo4的质量百分比为90%，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，c4h7no。加热粉浆料的各组分按质量百分比为：将热电池加热粉材料30%、第二粘结剂5%，其余为第二分散剂。加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为10μm，加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为10μm。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。压制的强度为2mpa，压制的时间为4min。
实施例二：
本发明一种制备热电池用组合极片的方法，包括以下步骤：
步骤一：将热电池正极粉体材料、第一粘结剂、第一分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得正极复合浆料，将正极复合浆料涂覆于正极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成正极片。这里，热电池正极粉体材料为fes2；第一粘结剂为环氧树脂；第一分散剂为去离子水；熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为60%，licl的质量百分比为40%；正极复合浆料的各组分按质量百分比为：热电池正极粉体材料60%、熔盐电解质20%、第一粘结剂2%，其余为第一分散剂；正极集流体采用石墨纸,正极复合浆料涂覆于正极集流体上的厚度为500μm，正极集流体的厚度为30μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为6mpa，压制的时间为2min。
步骤二：将热电池负极粉体材料、第二粘结剂、第二分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得负极复合浆料，将负极复合浆料涂覆于负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成负极片。这里，热电池负极粉体材料为锂硅合金，熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为60%，licl的质量百分比为40%，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂的通式为，c5h9n3o5；负极复合浆料涂覆于负极集流体上的厚度为500μm，负极集流体的厚度为30μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为6mpa，压制的时间为2min。
步骤三：将熔盐电解质、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得熔盐电解质浆料，将熔盐电解质浆料涂覆于负极片上，干燥固化后，形成复合有熔盐电解质层的复合片。这里，熔盐电解质由质量百分比为60%的kcl和由质量百分比为40%的licl混合而成，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c5h9n3o5；熔盐电解质浆料的各组分按质量百分比为：熔盐电解质50%、第二粘结剂2%，其余为第二分散剂。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。
步骤四：将热电池正极复合极片叠置在复合片上，使熔盐电解质层处于正极片与负极片之间，压合处理，得组合极片半成品。这里，压合的强度为8mpa，压合的时间为2min。
步骤五：将热电池加热粉材料、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得加热粉浆料，将加热粉浆料分别涂覆于组合极片半成品两侧的正极集流体上和负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成组合极片成品。热电池加热粉材料为fe粉与kclo4的混合物；其中，fe粉的质量百分比为5%，kclo4的质量百分比为95%，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液，第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c5h9n3o5。加热粉浆料的各组分按质量百分比为：将热电池加热粉材料50%、第二粘结剂20%，其余为第二分散剂。加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为100μm，加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为100μm。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。压制的强度为6mpa，压制的时间为2min。
实施例三：
本发明一种制备热电池用组合极片的方法，包括以下步骤：
步骤一：将热电池正极粉体材料、第一粘结剂、第一分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得正极复合浆料，将正极复合浆料涂覆于正极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成正极片。这里，热电池正极粉体材料为fes2；第一粘结剂为环氧树脂；第一分散剂为去离子水；熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为40%，licl的质量百分比为60%；正极复合浆料的各组分按质量百分比为：热电池正极粉体材料45%、熔盐电解质15%、第一粘结剂10%，其余为第一分散剂；正极集流体采用石墨纸,正极复合浆料涂覆于正极集流体上的厚度为1000μm，正极集流体的厚度为50μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为10mpa，压制的时间为1min。
步骤二：将热电池负极粉体材料、第二粘结剂、第二分散剂和熔盐电解质混合并搅拌均匀，得负极复合浆料，将负极复合浆料涂覆于负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成负极片。这里，热电池负极粉体材料为锂硅合金，熔盐电解质为kcl和licl的混合物，其中，kcl的质量百分比为40%，licl的质量百分比为60%，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液；第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c10h12no；负极复合浆料涂覆于负极集流体上的厚度为1000μm，负极集流体的厚度为50μm；可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min；压制的强度为10mpa，压制的时间为1min
步骤三：将熔盐电解质、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得熔盐电解质浆料，将熔盐电解质浆料涂覆于负极片上，干燥固化后，形成复合有熔盐电解质层的复合片。这里，熔盐电解质由质量百分比为60%的kcl和由质量百分比为40%的licl混合而成，第二粘结剂为聚四氟乙烯乳液；第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c10h12no；熔盐电解质浆料的各组分按质量百分比为：熔盐电解质60%、第二粘结剂10%，其余为第二分散剂。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。
步骤四：将热电池正极复合极片叠置在复合片上，使熔盐电解质层处于正极片与负极片之间，压合处理，得组合极片半成品。这里，压合的强度为12mpa，压合的时间为1min。
步骤五：将热电池加热粉材料、第二粘结剂和第二分散剂混合并搅拌均匀，得加热粉浆料，将加热粉浆料分别涂覆于组合极片半成品两侧的正极集流体上和负极集流体上，经干燥固化后，进行压制处理，形成组合极片成品。热电池加热粉材料为fe粉与kclo4的混合物；其中，fe粉的质量百分比为20%，kclo4的质量百分比为80%；第二分散剂为烷酮类有机溶剂，烷酮类有机溶剂具体为c10h12no。加热粉浆料的各组分按质量百分比为：将热电池加热粉材料60%、第二粘结剂10%，其余为第二分散剂。加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为200μm，加热粉浆料涂覆于负极集流体上的厚度为200μm。可在真空干燥箱中进行干燥固化处理，干燥固化的温度为100℃，干燥固化的时间为30min。压制的强度为10mpa，压制的时间为1min。
由各实施例中所得组合极片成品封装而成的热电池，其激活时间明显小于传统粉末压制电极片封装而成的热电池的激活时间。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。