(2)长寿命热电池。热电池中，工作寿命为60 min左右的电池称之为长寿命热电池。随着武器系统发展的需要，长寿命热电池的研究也日益重要。要使热电池达到长寿命技术要求,必须解决以下几个问题：(a)阴极材料的热分解。目前大多数热电池均采用FeS2作为阴极材料。二硫化铁作为短寿命热电池的阴极材料比较理想，但作为长寿命热电池的阴极材料，二硫化铁在热电池的工作温度450 -550℃范围内存在比较严重的热分解，影响热电池放电容量和放电时间。因此，具有放电电压平台多、成型好、化学性能稳定等优良的电化学性能特点的复合阴极材料，是今后作为长寿命热电池阴极理想的材料。CoS2也是长寿命热电池阴极材料的不错选择。(b)热电池电解质在放电过程中熔点升高。LiCI-KCI电解质在放电过程中Li+离子通过电解质从阳极向阴极迁移，在电解质中形成浓度，同时阴极从电解质中吸取K+离子形成复盐。当两者的比例发生变化时导致电解质熔点升高，提早凝固，电池寿命终止。可采用比对最低共熔点变化不敏感的电解质如：KCl-LiBr-KBr三元电解质来作为长寿命热电池的电解质。(c)延长热电池的热寿命。热电池的内部温度必须维持在一定范围内才能使热电池正常工作，这种维持在一定温度范围内的时间称之为热寿命。采用轻质、多孔、高效的Min-K型保温材料可提高热电池的热寿命。

(3)大功率热电池。要实现高比功率特性，除要求材料本身电化学极化要小外，还要求材料本身的电导率较高，以降低欧姆极化。CoS2的电阻率为O．002Ω.cm，远低于FeS2的17．7Ω.cm。更有利于降低电极的欧姆极化；通过扫描电镜(SEM)分析表明人工合成CoS2为近球形多孔网络状结构，增加了CoS2的比表面积，有利于降低电化学极化。CoS2大电流负载下阴极极化小，高温放电活性物质利用率高，CoS2实际高低温的平均容量比FeS2高44％。这些特点很适合于高比功率、长寿命热电池设计，是进一步提高热电池性能的首选材料[2]。

目前国内的热电池多采用烟火药剂作为加热热电池的热源，存在的缺点有：电池激活时间长、烟火药剂用量大等等。为了解决这些缺点，提升电池的性能，满足现代武器的高精度要求，国内外做了广泛的研究与交流，但还没有披露相关的技术细节。

2  Al/Ni纳米复合薄膜的国内外研究现状

复合含能薄膜材料是火工品中一种新兴的起爆材料，通常指两种或两种以上具有化学反应性的物质形成的具有纳米结构的薄膜状复合材料。一般分为四类：1：铝热剂，如AI/CuO、A1/Fe203、AI/NiO等；2：二元异质金属，如A1/Ni、AI/Ti、Ni/Ti等；3：金属与非金属，如B/Ti等；4：其他，如内嵌氧化物的碳纳米管、填充高氯酸盐的多孔硅和多孔铜等。与传统的含能材料相比，该类材料不仅反应活性高，能量输出大；而且可以直接在硅片等硬质基底上制备，具有微型化、集成化的特点，可整合到微机电系统(micro．electromechanical system，MEMS)当中[3]。

国外对于合金化薄膜的研究已开展多年，其中Al/Ni复合薄膜由于其理论放热量较大，研究最为成熟。近二十几年来，Al/Ni复合薄膜的研究主要包括制备方法、自蔓延放热反应及理论建模、应用等几个方面。

Al/Ni复合薄膜制备方法主要有轧制法[4,5]、真空蒸发沉积法和溅射沉积法。轧制法是一种较为方便快捷而且廉价的制备薄膜方法；真空蒸发沉积法[6,7]仅适用于层数较少的薄膜制备；溅射沉积方法[8,9]制备的薄膜层间厚度较小(多为纳米尺度)，且层与层之间结合紧密，几乎没有残余应力，成膜质量比较好。