熱電池用CoS2的合成及其薄膜電極的制備.pdf

1、高新技術(shù)武器的出現(xiàn)要求熱電池同時(shí)具備大功率和高能量輸出能力。目前熱電池最常用的正極材料為FeS2，但是由于其自身的一些缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了其在熱電池中的應(yīng)用。CoS2克服了FeS2的固有缺點(diǎn)，可同時(shí)具備大功率和高能量輸出能力，是一種能替代FeS2的理想的正極材料。另外，現(xiàn)有熱電池單體電池的制備采用粉末壓片工藝，該工藝存在諸多缺點(diǎn)：環(huán)境要求高（相對濕度小于3％），制備工藝復(fù)雜，活性物質(zhì)利用率低等，這些缺點(diǎn)既限制了熱電池的規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)也損害

2、了熱電池的性能。因此，首先針對熱電池正極材料CoS2制備方法的不足，本文采用水熱法制備了CoS2材料，研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度、EDTA-2Na加入量、pH等因素對水熱合成CoS2材料的影響，采用XRD、SEM、粒度分布分析、比表面及孔徑分析、差熱分析等手段對CoS2材料進(jìn)行表征。其次，針對熱電池單體電池制備工藝的不足，本文采用絲網(wǎng)印刷薄膜化工藝制備了薄膜正極，并研究了薄膜正極中添加劑、電解質(zhì)體系和放電溫度等因素對其單體電池

3、放電性能的影響。最后，將水熱法合成的CoS2采用新型薄膜化工藝，制備得到CoS2薄膜正極?？傻贸鋈缦陆Y(jié)論：
　?。?）采用水熱法制備了高純度CoS2粉體，最佳制備條件為加熱溫度180℃，加熱時(shí)間24h，CoSO4濃度0.4mol/L，n（CoSO4·7H2O）：n（Na2S2O3·5H2O）：n（EDTA-2Na）=1：2：0.5。pH不同時(shí)分別制得了球形、表面含有大量納米級顆粒的塊狀、片形CoS2。表面含有大量納米級顆粒的塊狀C

4、oS2和片形CoS2均具有較大的比表面積，同時(shí)其分解溫度也較高，這有利于其大功率和高能量放電。
　?。?）絲網(wǎng)印刷薄膜化工藝可在正常環(huán)境下操作，制備工藝簡單，可規(guī)?；a(chǎn)；薄膜正極中電解質(zhì)最佳添加量為20wt%，導(dǎo)電劑最佳添加量為3wt%；LiCl-LiBr-LiF電解質(zhì)更適用于大電流放電；溫度是一個(gè)較為敏感的因素，低于400℃時(shí)單體電池的大電流放電性能很差；與傳統(tǒng)粉末壓片制備工藝相比，薄膜工藝制備的單體電池具有更小的內(nèi)阻，其大電