100
当代化工研券
rwefat
Micar2e
工艺与设备
2017-05
热电池阳极材料Li-B合金制备工艺研究
*周昊
（贵州梅岭电源有限公司贵州563000）
摘要：本文简要介绍了将Li-B合金应用到热电池阳权材料中的相关背景，结合Li-B合全的主要物力性质、化学性质和结构，概述了Li-B 合金的优势，文章主要闲选的Li-B合全国内外有关机构对Li-B合金制备工艺的研究，最后总站了特Li-B合金作为然电池阳极材料的重要意
艾，旨在题续深化相关研究工作，不断改进和完善Li一B合金的制备工艺，从而为提高其稳定性和扩展它的应用前景提供有力的保障。关键词：热电池阳板材料；Li-B合金；制备工艺
中图分类号：T
文献标识码：A
Studyof thePreparationTechnologyforThermal BatteryAnodeMaterial Li-BAlloy
ZhouHao
(Guizhou Meiling Power Supply Co., Itd, Guizhou, 563000)
Abstracf : In zhis paper; it has faken simple introdarcrion of zhe relevanr background for zhe applicarion of Li-B alloy in rhermal battery anode materials, besides, combing wizh the main physical and chemical properties and strucfures of Li-B alloy; ir has taken overview of Li-B alloy advanfages and ir has mainly expounded the sfardy of Li-B alloy prepararion fechnology by relevant deparbments ar home and abroad, finally, ir has concluded the significance of taking the Li-B alloy as the therma batfery anode materiais, which is aimed af deepening the relevanf research work, costanth) improving and perfecting rhe preparation fechnology of Li-B alloy and providing powerfird gararantee for improving its stability and expanding its applicaziont prospecz.
Key words : therma baztery anode marerial; Li-B alloy; preparazion fechnology
1.将Li-B合金应用至热电池阳极材料中的相关背景
热电池又叫做熔盐电池，作为一种一次性储备电源，他的工作原理是将熔盐作为电解质，通过自动激活机械点燃热源使电解质熔化，从而激活电池进行供能。热电池因为拥有比能量高、内阻较小、比功率大、激活时间短、储存性能和负载性能好等诸多优点而被广泛的应用于导弹、电子对抗及水下武器等各种军事领域，是理想的军用电源。阳极材料是影响热电池性能的重要因素之一，传统的热电池阳极材料主要采用的是镁、钙等金属，而现在主要使用的是Li-Al、Li-Si和Li-B等锂合金材料，其中又以锂硼合金的使用最为广泛，因为Li-B合金拥有比能量高、比功率高、熔点高、电化学电位接近纯锂等许多优点。锂碍合金的研发工作一直受到发达国家的高度重视，在1987年，一名叫WangFE的关国海面武器中心实验室的研究员宣布制成Li-B合金，并随后申请专利。之后关国、法国等国家就开始对这种合金的物理与化学性能、合成机制及其组成与结构等方面展开深入研究。 2.锂硼合金的主要性质和结构
Li-B合金作为热电池阳极材料，其主要物理性质为具有白色金属光泽、良好的延展性、熔点高等等；它的化学性质与纯锂金属相似，在潮湿环境下有较大的活性；在金属锂的熔点环境中，纯锂仅六到十分钟就完全熔化了，而Li-B合金则需要花两到三小时才能反应完全；通过压制而成的Li-B合金片比较稳定，可能是因为与空气中的氧气发生化学反应形成了氧化锂这种钝化膜从而使其具有较强的稳定性。由此可见，Li-B合金的电化学性质与金属锂很接近，同时具有熔点较高，易成形、极化地等优点，所以使其成为热电池阳极材料的理想选择。
锂硼合金的具体结构至今存在较大在较大分歧，接受度最高的观点是锂合金是由金属锂和锂研化合物组成。锂础合金的基体热稳定性良好，耐高温，同时具有多孔结构，高温时熔化的锂可以吸附在孔状结构中，从而保证合金的完整
万方数据
性，为热电池的优良性能提供保障。 3.Li-B合金的制备
(1)锂硼合金的反应机制分析。锂硼合金的反应是一个十分复杂的过程，相关领域的研究人员对合金在反应过程中的物相和反应发生所需的具体温度计反应放热的多少有各种不同的看法。但是他们在Li-B合金形成需要经过两个放热反应，以及两个放热反应的温度区间的问题上，意见基本一致。WangFE认为，第一个放热反应主要是因为硼在锂中的溶解，生成了Li-B这种产物的溶液，然后再经过第二次放热反应得到Li-B化合物，因为他在对第一次放热反应后500℃取出的样品进行XRD谱分析的过程中，没有发现晶体相的存在，锂硼熔体冷却放出的热与金属锂是相同的，另外，WangFE还运用DTA分析，他认为锂硼化合物的的化学式应该是Li,B。。但是其它研究人员提出了不同的意见。
(2)锂碘合金的制备。由于本身及其制备原科都拥有若较高的活性，锂硼合金的制备对工艺和原料的要求都非常苛刻。首先是制备原料的选择上，通常使用纯度≥99.9%的金属锂单质和硼晶体。没有定形的硼表面经常会有一层氧化膜，会阻碍化学反应的进行，基本上不会被用作锂硼合金的制备原料。除此之外，制备过程要求在情性气体中进行，且为了保证设备的气密性，通常使用不锈钢或铁质增埚作为反应的器血。
合金的制备过程主要分为两步：第一步，称取一定量的锂和期效到反应器血中，然后将器血进行加热到250摄氏度至400摄氏度之间，并持续十分钟以上，直到硼晶体完全溶进锂的熔体中，注意温度加热的温度不能高于400摄氏度第二步，继续缓慢加热，使反应的温度维持在400到550之间，随着温度的提升，反应形成的熔体会越来越粘稠，最后在550摄氏度时凝结成固体并释效热量，呈现出一种略显白色的金属光泽。在熔体变成固体你之前，加热的温度不能超过550摄氏度，否则所得产物将不是锂硼合金，而变成了其