热电池是什么电池_热电池的工作原理

热电池是什么电池

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。由于它具有很高的比能量和比功率、使用环境温度宽、贮存时间长、激活迅速可靠、结构紧凑、工艺简便、造价低廉、不需要维护等优点，一问世就受到军界的青睐，发展成为导弹、核武器、火炮等现代化武器的理想电源，在军事领域占有重要位置。

早期的热电池主要采用杯型结构，阴极材料使用WO3/V2O5等，阳极材料使用Ca、Mg等，电解质材料为吸咐在玻璃丝布上的LiCl-KCl低共熔物，加热材料为Zr-BaCrO4引燃纸。这种电池结构复杂，放电时间短，且具有严重的电噪声，而大大限止了它的使用。六十年代发展起来的Ca/CaCrO4热电池，采用先进的片型结构，以LiCl-KCl作电解质，Fe/KClO4混合物作加热材料。该电池不但大大简化了制备工艺，而且延长了工作寿命，提高了热电池的总体性能，但热电池存在的电噪声仍未得到克服。为满足高速发展的现代化武器需要，七十年代发展起来的LiMx/FeS2热电池（LiMx为锂合金）不但克服了热电池长期存在的电噪声，而且比能量、比功率得到很大提高。它是一个理想的热电池体系，是热电池研制工作的重大技术突破，代表当今热电池发展潮流。

我国热电池的发展在学习外国先进技术的基础上，用很短的时间走完了国外热电池初期发展阶段所走的旅程，并于七十年代差不多与先进国家同时起步着手研制LiMx/ FeS2这个先进的热电池体系。在八十年代取得重大技术进展，先后研制成多种产品，并在武器上得到成功地应用。目前在新研制的武器系统中，LiMx/FeS2热电池已作为首选产品。一个由多家组成的，既分工，又竞争的热电池研制、生产体系已形成。

热电池的工作原理

热电池是一种热激活的一次储备电池。一般是将由若干单体电池串、并联在一起与加热片组成的电堆，放入组合壳内，电堆通过引流条与电池盖上的接线柱连接，整个电池由电堆、激活机构、组合壳、组合盖等经氩弧焊焊接而成。

单体电池是由正极、电解质、负极组成，每个单体电池的两端配有加热片。当需要电池工作时，用外接电信号或机械力使电池内部的点火器发火，引燃电池内部的加热系统，使单体电池达到其工作温度（400～600℃），将常温下不导电的固态电解质加热熔融呈离子型导体，正、负电极之间发生电化学反应，产生电能，与外线路连通后，电池即进入工作状态。

热电池的工作寿命由电池的电寿命和热寿命两方面因素控制。电寿命是指电池反应特性，即电池在规定的电压范围内，以规定的负载放电，应达到的工作时间。热寿命是指电池的温度特性，即维持电池在适宜的工作温度范围内的时间，当电池的活性物质耗尽，电寿命终结，电池的工作寿命终结，当电池的内部温度降到电解质凝固点，热寿命终结，电池的工作寿命也同样终结。

热电池工作分两个过程，一个是电池的激活过程，另一个是电池的放电过程。电池被激活，电池内部工作温度从常温迅速上升到它的最高温度（550℃左右），这是电池的激活过程；随即电池进入放电过程，在电池的放电过程中，电池内部温度随着放电的进行缓慢下降。热电池的激活过程是电池的活化过程，这期间热电池内阻迅速由几百M！变到几“、甚至几百。电池进入工作状态后，随着放电的进行，电池内部的温度缓慢下降，电解质的离子导电性由强变弱，电池的内阻也相应变大，当温度下降到一定程度，电解质逐步凝固。