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LAN负极在热电池中的应用研究 杨建林，种晋，赵宝兴，董静，徐莹，董树本 (中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300381) 负极具有好的脉冲输出特性，脉冲电压UⅢUⅢ。U啪；。在带大电流密度负载激活时，LAiN 负极具备快速激活能力，激活时间tuⅢtⅢ，tⅢ。。在大电流密度下放电，LAN负极的利用 率较高，材料利用率11ⅢnⅢ。11Ⅲ；。LAN负极在结构设计合理的情况下可以在电极径 向2099离心力作用下正常放电。 热电池时各项性能都非常优秀，是目前应用最广泛的电化学体系。但与以SAFTu一’为代 表的国外公司相比，国内热电池的工作时间、比特性比较低；国内热电池的发展更主要 的缺陷在于LAN负极材料还没有被任何单位研究和使用过。近年来，我trJjJn强了对热电 池新材料的关注，其中之一就是本文提及的LAN负极材料的研究。 LAN是一种在熔融的金属锂液中加入微细金属粉末，由金属粉末发达的表面积吸附 液态锂冷却后所得到的热电池负极材料心1，常用的金属粉末有铁粉和镍粉。其中金属锂 的含量一般在14～30wt％范围，依锂含量的不同，其所能提供的比容量变化很大。 本研究制备了锂含量为15wt％的LAN负极材料。其可以被轧制形成Ni-Li负极带材， 其可以冲剪成所需要的形状。 lent 电化学性能测试采用Agi 数据采集器测试：Y53200／ZF离心机作电池离心试验；除非有特殊说明，所有试验数据 单体电池串联而成的组合电池。 本研究着重考察了LAN负极的脉冲放电特性、在大电流密度负载下的激活能力、利 用率以及抗离心能力等性能。 考察LAN负极的脉冲放电特性时，试验程序为： a．前2s空载，。记空载电压； b．恒流电流密度为lOOmA／cm2放电； C．在第lOs加16A的脉冲(2A／cm2)，脉冲宽度1s： d．在第20s加8A的脉冲(1A／cm2)，脉冲宽度1s； e．在第30s加4A的脉冲(0．5A／cmz)，脉冲宽度1s； f．然后一直循环加载b～e条，直到350s为止。 LAN负极大电流密度放电时试验程序为：以1A／cm2(8A)恒流负载放电。 大电流密度放电带载激活输出曲线。 测试LAN负极的利用率时，加严考核在大电流密度下LAN负极的利用率，放电用负 LAN做负极时不仅能实现大电流密度快速地激活、单体电池电压高；而且随着恒电流电 流密度的增加，其利用率也不断的提高，远高于其它两种负极材料。 为考核本论文设计的LAN负极结构设计，为尽量延长电池在离心状态下的工作时 O 9 8 7 6 5 4 3 ＼r]o西仍竺o豳删 2 1 0 1 0．0 0．5 1．0 15 2．0 2．5 3．0 3．5 4．0 时间t，s 图1不同合金负极电池在1A／cm2负载激活时的曲线 间，以小电流密度放电，放电用的负载器负载试验程序为：以0．1A／cm2恒流负载放电， 从电池激活到不能放电为止一直加载离心力。 8 6 ，n田删 4 2 0 0 50 100 150200250300350、400 时间佻 LAN负极结构设计合理，输出电压曲线非常平稳、光滑、无电噪音。LAN负极实现 工程化应用最重要的就是要设计出合理的LAN负极结构。 参考文献： “the Thermal ofthe [1]C．S．Winchester：L／LN／FeS2 BatterySystem；Proceedings 30thPowerSourcesConference