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当代化工研究2017·03
膏固化法和火山灰固化法等。
随着科学技术的不断进步，废弃钻井液处理人员又研究出了水泥粉煤灰固化剂、硅酸盐石灰石固化剂与岩石灰固化剂等。为了更好的处理废弃钻井液，工作人员在原有基础上，研究了这些固化剂的特性。先采用X射线和电镜扫描等技术，分析出废弃钻井液中含有的化学物质，以及这些化学物质的性质，然后根据相关结果，投放固化剂，提高废弃钻井液的固化效率，充分发挥固化剂的化学作用。 (3)固液分离法
固液分离法主要指的是将废弃钻井液中的固体物质与液态直接分离，然后再处理将这些固体物质与液体物质分别处理。固液分离法与固化法有一定的相似之处，但是，固化法主要是将废弃钻井液中的有害物质全部沉淀，而固液分离法是将废弃钻井液中的固态物质与液态物质分离开来，然后采取有效措施，分别处理固态与液态中的有毒物质。在废弃钻井液处理过程中，固液分离法与固化法相比，具有方便稳定的特点。
在采用固液分离法时，虽然过程比较复杂，但是其处理效果比固化法明显，能够有效清除废弃钻井液中的有毒物质。固液分离法的具体操作流程是先向废弃钻井液中添加适量的固化剂，将钻井液中的有毒物质沉淀，然后用过滤网将这些有毒物质过滤，将固态物质与液态物质进行分离。废弃钻井液处理人员分别对固态有毒物质与液态有毒物质进行处理。在处理液态有毒物质时，可以先对液态物质进行化学分析，通过分析能够知道该废液中的主要有害物质，然后采取化学处理方法，将液体中的有害物质有效清除，最后将液体排放到环境当中。 废弃钻井液处理人员需要不断学习新的固液分离技术，石油企业中的管理人员可以定期对废弃钻井液处理人员进行定期培训，提高他们对其工作的重视。在培训的过程中，可以对他们进行提问，通过提问的方式，能够知道废弃钻井液处理人员在实际处理工作中经常遇到的问题，然后采取有效措施进行解决。同时，废弃钻井液处理人员可以根据该石油工程的实际情况，在处理废弃钻井液时，在传统技术的基础上，不断改进固液分离技术，从而提高废弃钻井液的处理水平。固液分离法具有快捷、方便的特点，已经被废弃钻井液处理人员广泛应用到实际工作中。但是，相关工作人员在处理废弃钻井液时，需要根据外界的环境条件，在废弃钻井液中投放适量的固化剂。当外界温度过高时，可以适当减少固化剂的投入，当温度过低时，可以增加固化剂投入。
4.结束语
综上所述，处理好废弃钻井液，能够有效保护大气环境，提高人们的生活质量。但是，在实际工作中，仍然存在很多问题，这就需要相关工作人员在原有基础上，不断学习和创新，不断提高自身的职业综合素质，从而保证国民经济稳定快速地发展。•【参考文献】
[1]王勇，鄢捷年，吴江，李志勇，徐生江，韦火云.环境敏感区废弃钻井液无害化处理新技术[J].石油钻探技术,2014,(02):64-68.
[2]王学川，胡艳鑫，郑书杰，强涛涛.国内外废弃钻井液处理技术研究现状[J].陕西科技大学学报(自然科学版),2010,(06):169-174.
[3]王眉山，郑毅.中国废弃钻井液处理技术发展趋势[J].钻井液与完井液,2009,(06):77-79+97.
[4]赵雄虎，王风春.废弃钻井液处理研究进展[J].钻井液与完井液,2004,(02):45-50+66-67.
•【作者简介】
沈燕宾（1988~），男，陕西省石油化工研究设计院；研究方向：油田化学品及油气井增产技术的研究。
铱-192(责任编辑
(宋小蒙)
上接第98页
＊李进 刘丹twamp
（贵州梅岭电源有限公司 贵州 563000）
摘要：本文简单概述了热电池的发展过程，同时阐述了热电池的电极材料的现状，最后总结了热电池的未来发展方向，旨在不断进行热电池电极材料的研发和创新，提高电池的性能和使用寿命。
水帘式喷漆房
关键词：现代热电池；电极材料；现状；展望
中图分类号：T 文献标识码：A
Status Quo and Expectation for Modern Thermal Battery Electrode Material
Li Jin, Liu Dan
（Guizhou Meiling Power Supply Co., ltd, Guizhou, 563000）
Abstract：In this paper, it has taken simple overview of the development process of thermal battery, meanwhile, it has expounded the status quo of thermal battery electrode material, finally, it has concluded its future development direction, aimed at constantly taking research and innovation for the thermal battery electrode material and improving its property and service life.
Key words：modern thermal battery；electrode material；status quo；expectation
1.热电池的研究概述
活肽粉热电池是一种将固体的盐溶液电解质，通过电池的加热系统融化成离子导电体的一次性熔盐电池。这类电池具有导电性能好、传输功率大、使用寿命长等优点，因此成为军事武器领域的理想电源，现在在我国民用领域也得到了应用，例如作为地下的高温探矿的电源、飞机机舱的应急电源等方面。
热电池首先在西方发达国家开始兴起，在1966年诞生了第一个片型的热电池，在上世纪80年代开始，锂合金/二
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豆制品加2017·03
硫化铁为电极材料的热电池广泛发展起来，并在军事邻域得到应用。当前的热电池主要有片型和杯型两种，杯型一般在早期使用较多，这种结构就是在金属杯中放入电介质进行反应，当前，我国大部分热电池采用片型结构，就是将电池的电解质和电极都制成片状结构，具有更轻便的结构特性。
2.热电池电极材料
(1)阳极材料
热电池的作用原理与其他电池类似，在放电过程中，阳极失去电子，发生氧化反应，现阶段比较常见的热电池阳极材料有钙、镁、铝、锂等金属或金属合金材料，其中使用最广泛的是锂电极，因为其能够有效解决钙电极易短路的问题，但是，这种材料的熔点较低，一旦热电池开始工作，就会发热导致锂电极材料融化，发生金属渗漏，因此在实际中一般不将锂金属单质作为阳极材料，而是使用其金属合金，这样不仅能够满足阳极的锂金属特性，还能有效提高电极的熔点。锂合金的电阻较小，能够满足较大电流的通过，电容量相比其他金属高出约5倍，在当今的热电池中受到了广泛的推广。
锂硼材料是将锂单质和硼进行一定的化学反应，形成一种多孔的化合物，这种多孔的结构能够吸附游
离的金属锂单质，在整个放电的过程中不会因为电池的温度急剧上升而造成结构的破坏。锂硼合金结构能够保持稳定，是因为参加化学反应的主要是游离的锂单质，但是一些研究发现，少部分的锂硼合金也会参与到化学反应中，但是大部分的结构能够保持稳定。
锂硼合金的制作最早出现在1987年，由Wang F E实现了这种材料的研发。制备的主要流程是将锂和硼两种材料在一定的温度环境中熔化，促使二者发生反应，待金属锂熔化完之后就进行搅拌，来维持化学反应的热平衡。现在的研究认为，在这一过程中放热反应不止发生一次。普遍认为第一次的放热是随熔炉温度的升高，材料逐渐变白的过程，这一放热过程发生在400℃以下，材料的粘度也会随放热的增加而增大。在400℃-550℃之间还会发生一次放热反应，这一过程释放的热量会更多，锂硼溶液会随之固化为锂硼合金固体。
在早期阶段的锂硼合金制作工艺是在惰性气体的保护下进行的，一般制作的工艺也比较粗糙。后来，一些研究者发现想要进行大批量的锂硼合金电极的制作，就要对反应的温度进行良好的控制，以此来实现反应热的控制。后来国外又诞生了利用真空蒸发技术制作锂硼薄膜的工艺。Ernst D等人也提出，硼晶体颗粒的大小也会影响第一次放热反应的速率，晶体颗粒越小其反应的速率就越快，但是第二次反应的速率不会受到其物理形状的影响，只与参加反应的晶体数量有关。在国内，李萍乡等人也对锂硼电极的制作进行了深入研究，他们同时还进行了制作工艺的优化和改良，对温度进行了良好的控制，为电极材料的研发做出了贡献。现在，锂硼合金的制作工艺已经取得了长远的进步和发展，在热
电池中也不断推广和应用。当前这种电极主要的问题就是材料的制作成功率的提高，以及废弃产品的回收问题。
(2)阴极材料
高频淬火工艺电池的阴极一般得到电子，发生还原反应。要满足热电池的供电，阴极材料只要应该满足一下几个方面：其一，要有良好的物理稳定性，能够便于长期的储存；其二，具有良好的热稳定性与导电性；其三，电极电位相对较高；其四，阴极材料能够与电解质溶液相溶，生成物也能与电解质相溶，具有导电
性。
常用的热电池阴极材料是一些金属的氧化物、氯化物或硫化物材料，其中，由于二硫化铁（FeS 2）能够与电解质溶液相溶，且与锂硼材料相匹配，成为了主要的热电池阴极材料。二硫化铁有天然的和人工制作两种，天然的就是从一些黄铁矿中提取，这种提取的方式具有良好的经济性，所提取材料也具有良好的化学性能。人工制作就主要是采用水热反应或高温反应进行二硫化铁粉末的制备。
二硫化铁这种阴极材料在电池放电的过程中，能够形成瞬间的电压峰值，这样会在很大程度上缩短电池的使用寿命。实际的使用中，为了解决这一问题，一般采用锂化的方式解决。另外，二硫化铁材料
还有一项重要问题是，在受到550℃的高温时容易分解产生硫蒸汽，进而直接与阳极材料进行反应，导致电池性能受损。随着热电池电极材料研究的深入，人们发现二氯化镍和二硫化钴是比较合适的阴极替代材料，成为了未来热电池电极研究的主要方向。
二硫化钴由于不会与电解质溶液发生反应，热稳定性能较高，一般在650℃以上才会发生分解反应，是一种理想的二硫化铁替代物，而且这种材料的电阻率较低，具有良好的电流导通性和大功率传输特性。但是，这种材料一般不能在自然物质中直接获取，因此只能采用成本更高的人工合成办法。现目前常用的制作工艺有化学气相沉积法、电沉积法、水热法和高温硫化法，将二硫化钴作为热电池的电极还只处于初步的研究阶段，因为这种材料的制作成本高，反应不具有良好的可控性能，因此，二硫化钴作为电极的热电池还没有在市场上有效推广。
3.热电池的展望
在未来，热电池的应用范围会不断扩大，因此，其性能要求也会不断提高。首先要提高热电池的输出功率，能够满足高能量的输出；同时，要提高电池的寿命，因此要对电极的材料进行深入的研究和创新；另外，还要控制电池的质量和体积，更便于设备的携带和安装。未来热电池的主要发展方向是：
(1)对锂硼合金的制作工艺进行改良，减少制作的经济成本，使得锂硼电极能够高效地推广。同时也要对锂硼合金电池的回收问题有效解决，减少环境污染。
(2)对阴极材料二硫化铁进行改良，可以使用二硫化钴（CoS 2）或五氧化钒（V 2O 5）等性能有优异的材料进行代替。这些新型的材料与二氧化硫相比，具有更好的热稳定性和功率输出能力，放电更加平稳，还能有效延长热电池的使用寿命。
(3)探索新型的热点池材料，LiAl和LiSi与二氧化硫为电极的热电池也具有很好的发展前景，能够有效提高热电池性能。
4.结束语
热电池材料具有良好的热稳定性和电流导通性，在未来会成为一种主流的电源材料。现目前，热电池的电极材料还存在一定的缺陷，对电池性能的改善、寿命延长和产品回收等方面还要进行深入的推广，这样才能促进新型热电池的诞生。
•【作者简介】
李进（1987~），男，贵州梅岭电源有限公司；研究方向：热电池。
刘丹（1981~），男，贵州梅岭电源有限公司；研究方向：热电池。
(责任编辑(宋小蒙)
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