锂硼合金制取及其性能分析

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锂硼合金的制取及其性能剖析

锂硼合金的制取及其性能剖析

纲要：在热电池的应用方面，锂硼合金存在很大的优势，甚至超出了原来的锂硅合金，但锂硅合金在世界上的热电池阳极资料扔占

有很大的比率，其原由就是因为锂硼合金性能不稳固，批量不大，没有完整清楚的认识其反响的化合物，但当前能够确立的是有两个热放反响存在锂硼合金制备过程中，本文就依据锂硼合金来研究它的制取过程、力学性能以及放电性能，以供参照。

絡啬鍬續鐐瘾殒侠图訟紋酾鵂飫銨。 重点词：锂硼合金 锂硅合金 锂硼化合物

工

热电池属于贮备性一次电源， 它自己带有自动热激活熔融盐， 作温度一般在400～600℃之间。负载特征好、比功率大、内阻小， 拥有激活速度快和靠谱性高等性能。

在一些军事领域如航空、导弹都

与过去的热电池阳

宽泛使用。此中它内部的锂硼合金的锂含量最高，

极资料对比，不单比容量大，电化学电位也靠近于纯锂，它的热电池 阳极成为新一代的极具发展前程的资料。 和性能做出了以下实验剖析。 一、锂硼合金的制取

关于锂硼合金成分采纳的是B-70%Li作为实验制备资料，电池级低钠纯锂为中锂，纯度拥有99.9%。在特制的坩埚中放入纯锂与硼粉，前提是依据成分比率来分派，经过熔炼后反响为锂硼合金锭。制取后的试样获得以下编号：1#试样——在400℃时熔炼停止，炉冷至室温；以后的2#、3#试样分别在600℃和700℃时停止熔炼，同时也炉冷至室温。

物相构造和微观组织

分别取1#试样和2#试样用XcPertProMPD型X射线衍射仪进行物相构成剖析，电压为40kV，电流为40mA，用铜靶KA，镍滤波片，扫描范围为10b～90b，取3#试样采纳FEIQUANTA600型扫描电镜察看锂硼合金试样的微观组织，样品用透明塑料膜密封保留，察看前快速除掉透明塑料包装，要尽可能减少试样裸露在空贐鋝窭軀竖韙顺鋟蒼蝼赙項辅餃總。本文就依据锂硼合金的制取

1

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气中的时间. 性能测试

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在受控氛围下，取取3#试样经过轧制和裁剪成带状，在室温的下经办理后，测定其力学性能采纳AUTOGRAPHAG-50KEN型全能资料试验机测定。对3#试样与锂硅合金阳极分别在固定的单元电池阴极、电解质和制造工艺条件下进行单元电池放电性能对照研究，所用负载分别为：0.25，0.5，0.75，1.2和5Ω。

密度测试

计算本实验中制拿出的锂硼合金的密度，应采纳“阿基米德原

理”来进行丈量。QL-i为锂硼合金块的密度；M1为待测锂硼合金块在湿度<2%干燥空气中的质量；M2为锂硼合金块与铜合金砝码完整吞没在液体白腊中排开的液体白腊的质量；M3为铜合金砝码完整淹没在水中排开的水的质量；P1为液体白腊的密度；P2为水的密度。

二、结果与议论 微观组织和物相构造

XRD衍射在1#、2#试样的结果如图1和图2所示。从图1、2可看出，锂硼化合物Li5B4和金属锂构成了锂硼合金。但在制取、保留和测试的过程中，因为客观条件试样会不行防止的与空气相接触，少许的Li2O就因今生成了。经过对照图1个图2可得悉，锂硼化合

物Li5B4在2#试样的量要高于1#试样中生成的锂硼化合物Li5B4的量。极其受潮气影响的是L-iB合金，金相和SEM照片都不简单获得。

密度剖析

权衡合金块致密程度的一个重要指标就是锂硼合金的密度，前提 是在同样的锂含量这一条件下，密度丈量结果见表

1。

分别取1#、2#、3#三个试样，锂硼合金块的密度在400，600和700°时冷却挨次不停增大，最后形成金属熔液的阶段还在400°试样时，无定型硼粉向液态金属锂中扩散溶解形成的。各部分的液态混淆物在此时还远没有平均，一些分硼粉未反响的现象也存在，混淆物也自己也不够致密，进而样品的密度就最小。第二个放热反响在600°时已经基本达成，锂硼化合物大多数也生化而成。此时熔融金属锂正塏厦谣擯緗緋卫聽頭區頇鸣员卢补。2

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在被锂硼化合物的骨架状构造吸附着，这时样品的密度就要高于

400℃时样品的密度了。锂硼化合物到了700e℃时骨架状已经达成形成了，锂硼化合物骨架的孔洞也所有吸附了节余的熔融金属锂。这

时的整个合成金都处于十分致密和平均的状态，因为密度在这三个试样中最大。在惰性的氛围下，取3#试样经轧制，丈量它的奥密并与

轧制前的密度进行对照。丈量结果见表2。经过轧制后，3#的试样显然更为致密，密度也在不停增大，达到了0.870g*cm-3，比以前为轧

制提升了11.56%，同时这类状况也表示，许多的孔隙存在于锂硼合金锭内部。 性能结果

知足使用要求的还属3#试样，因为它的抗拉强度为12.58MPa。样品详细的放点状况以及数据参照表3。从表3可明确看出，不论

是采纳锂硅合金，仍是锂硼合金的热电池作为阳极资料，跟着负载的增添，工作电压和放电工作时间都在不停上涨。但有所不一样的是，作为阳极资料的锂硼合金。它所装置的单元电池不论是在最高电压仍是放电工作时间，它的自己性能都是特别好的。单元电池在不一样的负载下，最高电压较锂硅合金也接踵提升了0.10～0.27V，放电时间也

有不一样程度的提升。权衡热电池性能最重要的两个指标分别是工作电压和放电时间，假如在此后的工作中，能够战胜锂硼合金上的不足，那么当前宽泛使用的锂硅合金绝对会被性能更优的锂硼合金代替。

三、议论

依据上述的实验可得悉，锂硼化合物Li5B4和金属锂共同构成了锂硼合金，在400°时，XRD结果表面已经生成了锂硼化合物Li5B4。为了生成平均致密的合金，能够在锂硼合金的炼造过程中，适合的将熔炼温度提升至0.870g*cm-3。还有一部分原由是锂硼合金内部孔隙许多，经轧制后提升到这个温度正好。经过此实验提炼出来的锂硼合金，可在高强度的室温下使用，装置电池的要求也恰好可知足。所以，锂硼在市场上拥有较好的应用性能，特别是在不一样的负载下，发挥了超长的放电时间，值得推行和使用。

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