热电池具有激活迅速、储存时间长、优秀的热稳定性以及电化学性能等特点,能适应苛刻的工作环境,因此在武器装备和一些特殊领域拥有其他电池无法比拟的优势,目前应用最为广泛的便是LiSi/硫化物体系。但是随着科学的不断发展,需要热电池向着微型化、高电压、高比容量的方向发展。本文主要就对高电位正极材料钒酸铜（Cu₂V₂O₇）以及NiCl₂进行了研究。通过溶胶凝胶法合成了具有更好导电性能的Cu₂V_2-xMo_xO₇正极材料,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析仪（DTA）等对其结构和形貌进行表征。通过改变Mo含量、正极中电解质和导电剂的添加、等方面的测试条件对单体电池放电性能进行测试,从而得出最佳测试条件。结果表明,在正极材料Cu₂V_1.85Mo_0.15O₇中添加25%电解质以及10%导电剂Ag的正极材料放电性能最佳,初始放电电压为2.964 V,高电压放电平台稳定,截止1.0 V时的比容量达到580.2 mA·h/g。采用高温升华工艺对氯化镍材料进行处理,表征结果表明,得到的NiCl₂正极材料具有更好的结构。针对NiCl₂材料较差的导电性能,对金属和非金属导电剂的添加进行了研究,又对混合导电剂的改性进行探索,发现复配比例镍粉:石墨烯为7:3的混合导电剂的单体电池放电性能最优,初始放电电压为2.43 V,截止1.0 V的比容量为279.5 mAh/g。基于改进NiCl₂与电解质的浸融现象,提高放电的稳定性,采用碳包覆法制备了碳包覆NiCl₂正极材料,采用10%蔗糖效果最好,初始放电电压为2.46 V,截止1.0 V比容量为308 mAh/g。采用丝网印刷制备了NiCl₂薄膜电极,对粘结剂的选择进行研究发现MgO能满足高能量输出的要求,但气相SiO₂的粘结性能更好。随后发现共混粘结剂可以兼具二者的优点,最佳的共混比例为MgO:SiO₂=90%:10%,此时氯化镍热电池的综合性能最优,截止放电电压1.0 V时的放电比容量为245.7 mAh/g。添加10%活性碳作为导电剂时,初始放电电压为2.4324 V,放电平台电压高且平稳,电压截止1.0 V时,其比容量达到209.3 mAh/g。