5-30  FeS₂和CoS₂在长寿命热电池中的性能比较

李  立  刘效疆  陆瑞生

长寿命热电池研制的关键技术之一是阴极材料的确定，在长寿命热电池的研制中，选择并制备了两种阴极材料二硫化铁和二硫化钴。从单体电池实验和电池组实验方面分别对两种阴极材料的电化学性能进行比较。

进行了单体电池的开压测试和抗脉冲实验，在500 ℃，FeS₂单体电池的开压为1.99 V，CoS₂单体电池的开压为1.85 V，而FeS₂和CoS₂单体电池在400 ℃最大脉冲电流密度时间曲线图见图1。从图1中可看到CoS₂抗大电流脉冲能力强于FeS₂。CoS₂可以承受约156 s的1130 mA/cm²脉冲，而FeS₂只能承受约78 s。FeS₂和CoS₂单体电池在400 ℃内阻时间曲线图见图2。图2中可看到随着放电工作的进行，CoS₂的电阻变化不大；FeS₂的电阻逐渐升高，到放电后期升高趋势更明显。

从图3可以看出，CoS₂在长寿命热电池中的电性能明显优于FeS₂。在放电初期，CoS₂的电压低于FeS₂。随着放电工作的进行FeS₂的工作电压逐渐降低，而CoS₂的工作电压较平稳，放电10 min后CoS₂的工作电压高于FeS₂的工作电压。在放电后期，经过大电流脉冲FeS₂的工作电压呈直线下降，而CoS₂的工作电压下降缓慢。

单体电池实验和电池组实验表明，CoS₂较FeS₂有强的抗脉冲能力、快速的放电速率和高的热稳定性等优良的性能可以成为长寿命热电池的阴极材料。