熱電池是什么電池

熱電池是以熔鹽作電解質(zhì)，利用熱源使其熔化而激活的一次儲(chǔ)備電池。由于它具有很高的比能量和比功率、使用環(huán)境溫度寬、貯存時(shí)間長(zhǎng)、激活迅速可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、工藝簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉、不需要維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，一問(wèn)世就受到軍界的青睞，發(fā)展成為導(dǎo)彈、核武器、火炮等現(xiàn)代化武器的理想電源，在軍事領(lǐng)域占有重要位置。

早期的熱電池主要采用杯型結(jié)構(gòu)，陰極材料使用WO3/V2O5等，陽(yáng)極材料使用Ca、Mg等，電解質(zhì)材料為吸咐在玻璃絲布上的LiCl-KCl低共熔物，加熱材料為Zr-BaCrO4引燃紙。這種電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，放電時(shí)間短，且具有嚴(yán)重的電噪聲，而大大限止了它的使用。六十年代發(fā)展起來(lái)的Ca/CaCrO4熱電池，采用先進(jìn)的片型結(jié)構(gòu)，以LiCl-KCl作電解質(zhì)，F(xiàn)e/KClO4混合物作加熱材料。該電池不但大大簡(jiǎn)化了制備工藝，而且延長(zhǎng)了工作壽命，提高了熱電池的總體性能，但熱電池存在的電噪聲仍未得到克服。為滿足高速發(fā)展的現(xiàn)代化武器需要，七十年代發(fā)展起來(lái)的LiMx/FeS2熱電池（LiMx為鋰合金）不但克服了熱電池長(zhǎng)期存在的電噪聲，而且比能量、比功率得到很大提高。它是一個(gè)理想的熱電池體系，是熱電池研制工作的重大技術(shù)突破，代表當(dāng)今熱電池發(fā)展潮流。

我國(guó)熱電池的發(fā)展在學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，用很短的時(shí)間走完了國(guó)外熱電池初期發(fā)展階段所走的旅程，并于七十年代差不多與先進(jìn)國(guó)家同時(shí)起步著手研制LiMx/ FeS2這個(gè)先進(jìn)的熱電池體系。在八十年代取得重大技術(shù)進(jìn)展，先后研制成多種產(chǎn)品，并在武器上得到成功地應(yīng)用。目前在新研制的武器系統(tǒng)中，LiMx/FeS2熱電池已作為首選產(chǎn)品。一個(gè)由多家組成的，既分工，又競(jìng)爭(zhēng)的熱電池研制、生產(chǎn)體系已形成。

熱電池的工作原理

熱電池是一種熱激活的一次儲(chǔ)備電池。一般是將由若干單體電池串、并聯(lián)在一起與加熱片組成的電堆，放入組合殼內(nèi)，電堆通過(guò)引流條與電池蓋上的接線柱連接，整個(gè)電池由電堆、激活機(jī)構(gòu)、組合殼、組合蓋等經(jīng)氬弧焊焊接而成。

單體電池是由正極、電解質(zhì)、負(fù)極組成，每個(gè)單體電池的兩端配有加熱片。當(dāng)需要電池工作時(shí)，用外接電信號(hào)或機(jī)械力使電池內(nèi)部的點(diǎn)火器發(fā)火，引燃電池內(nèi)部的加熱系統(tǒng)，使單體電池達(dá)到其工作溫度（400～600℃），將常溫下不導(dǎo)電的固態(tài)電解質(zhì)加熱熔融呈離子型導(dǎo)體，正、負(fù)電極之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能，與外線路連通后，電池即進(jìn)入工作狀態(tài)。

熱電池的工作壽命由電池的電壽命和熱壽命兩方面因素控制。電壽命是指電池反應(yīng)特性，即電池在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，以規(guī)定的負(fù)載放電，應(yīng)達(dá)到的工作時(shí)間。熱壽命是指電池的溫度特性，即維持電池在適宜的工作溫度范圍內(nèi)的時(shí)間，當(dāng)電池的活性物質(zhì)耗盡，電壽命終結(jié)，電池的工作壽命終結(jié)，當(dāng)電池的內(nèi)部溫度降到電解質(zhì)凝固點(diǎn)，熱壽命終結(jié)，電池的工作壽命也同樣終結(jié)。

熱電池工作分兩個(gè)過(guò)程，一個(gè)是電池的激活過(guò)程，另一個(gè)是電池的放電過(guò)程。電池被激活，電池內(nèi)部工作溫度從常溫迅速上升到它的最高溫度（550℃左右），這是電池的激活過(guò)程；隨即電池進(jìn)入放電過(guò)程，在電池的放電過(guò)程中，電池內(nèi)部溫度隨著放電的進(jìn)行緩慢下降。熱電池的激活過(guò)程是電池的活化過(guò)程，這期間熱電池內(nèi)阻迅速由幾百M(fèi)！變到幾“、甚至幾百。電池進(jìn)入工作狀態(tài)后，隨著放電的進(jìn)行，電池內(nèi)部的溫度緩慢下降，電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性由強(qiáng)變?nèi)?，電池的?nèi)阻也相應(yīng)變大，當(dāng)溫度下降到一定程度，電解質(zhì)逐步凝固。