本發(fā)明屬于火工品及電源技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種熱電池用激活電堆。
背景技術(shù):
熱電池使用時的最大特點就是快速激活,衡量激活速度常用激活時間來表示。所謂激活時間就是從輸入激活信號開始,到電池的工作電壓達(dá)到規(guī)定下限值所需要的時間,一般熱電池激活時間為零點幾秒到幾秒之間。這樣短的激活時間是其他電池?zé)o法比擬的,故它在現(xiàn)代快速反應(yīng)的裝備中得到廣泛應(yīng)用。激活時間受激活時的工作電流密度影響,電流密度越大,激活時間越長,即激活越慢。
現(xiàn)有的電堆主要有兩種,一是填塞式裝配的電堆,主要由單體電池、集流片組件(含加熱紙)、緩沖片填塞在電池殼內(nèi)部而成;另一是在熱電池殼體外采用裝配工裝完成的外裝配電堆,主要由單體電池、加熱片、集流片、緩沖片等組成。
某熱電池要在44mA/cm2的電流密度下激活,在215ms時承受1991mA/cm2的電流密度?,F(xiàn)有的熱電池電堆無法完成這一指標(biāo):
(1)填塞式裝配的電堆使用的加熱紙較外裝配電堆使用的加熱片燃速快,但是電堆自身比較松散,引流條收集單體電池電流的速度慢,不利于電堆快速激活,且裝配可檢測性差。
(2)外裝配電堆整體受壓后固定成一體,但是加熱片燃速慢,不能完成上述指標(biāo)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種可快速激活電堆,能夠達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種可快速激活電堆,包括端板、緩沖片、正極引流條、單體電池、集流片組件和負(fù)極引流條。
在兩個端版之間依次設(shè)置緩沖片、正極引流條、負(fù)極引流條、正極引流條和緩沖片;所述的正極引流條和負(fù)極引流條之間設(shè)置若干單體電池,相鄰單體電池之間設(shè)置集流片組件,所述的端板、緩沖片、正極引流條、單體電池、集流片組件和負(fù)極引流條層疊放置,形成電堆;所述的集流片組件包括集流片、集流條和加熱紙;2個集流片之間采用集流條平行固定1個加熱紙。
所述的單體電池壓制成圓片狀,厚度為0.86mm~1.06mm,其組份包括質(zhì)量比為1:(2.8~3.2):(1.8~2.2)的鋰硅合金、氯化鋰-氯化鉀二元電解質(zhì)和二硫化鐵正極。
所述的加熱紙沖壓成圓片狀,其組份包括質(zhì)量比為11:8:13:16:3的氯化鋇、鉻酸鉀、鋯粉、氧化鉛和石棉紙。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)將加熱紙使用在外裝配電堆中,充分發(fā)揮兩者在激活方面的優(yōu)勢。
(2)優(yōu)化單體電池配比,在保證安全的前提下使用最少的活性物質(zhì),使單體電池更薄,有利于快速激活。
(3)加熱紙中加入氧化鉛,燃速可達(dá)500cm/s~600cm/s,有利于電堆快速激活。
附圖說明
圖1為本發(fā)明涉及的電堆輸出示意圖;
圖2為電堆結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖3為集流片組件結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖4為集流片與集流條連接示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明,本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。
本發(fā)明提供一種可快速激活電堆,包括端板1、緩沖片2、正極引流條3、單體電池4、集流片組件5、負(fù)極引流條6。這些元件層疊放置成電堆。
所述電堆外裝配時,在裝配工裝內(nèi)放上端板、緩沖片、正極引流條,然后1個單體電池—1個集流片組件依次放置直至放完m個單體電池、m-1個集流片組件。然后放置負(fù)極引流條,緊接著1個單體電池—1個集流片組件一次放置直至放完n個單體電池、n-1個集流片組件。之后放上正極引流條、緩沖片、端板。借助工裝將電堆固定后,把兩個正極引流條連在一起,形成一個并聯(lián)電堆,輸出一組電壓。
所述單體電池壓制成圓片狀,厚度為0.86mm~1.06mm,兼顧快速激活和工作可靠性考慮,其配方為鋰硅合金:氯化鋰-氯化鉀二元電解質(zhì):二硫化鐵正極的質(zhì)量比=1:2.8~3.2:1.8~2.2。
所述集流片組件,包括集流片501、集流條502、加熱紙503。2個圓片狀金屬集流片,用1條集流條儲能焊連接,其中1個集流片上再多焊接1條集流條。加熱紙包在2集流片之間,集流條將其固定。
所述加熱紙,由造紙機(jī)造紙后經(jīng)機(jī)床沖壓成圓片狀,造紙時質(zhì)量配比為氯化鋇:鉻酸鉀:鋯粉:氧化鉛:石棉紙=11:8:13:16:3。
如圖2所示,本發(fā)明的實施例給出一種熱電池用可快速激活電堆,包括端板端板1、緩沖片2、正極引流條3、單體電池4、集流片組件5、負(fù)極引流條6。
將1個端板、數(shù)個緩沖片疊層放置,然后放上正極引流條,接下來放1個單體電池--1個集流片組件循環(huán)直至放完m個單體電池、m-1個集流片組件;接下來是負(fù)極引流條,然后放1個單體電池--1個集流片組件循環(huán)直至放完n個單體電池、n-1個集流片組件。之后放上正極引流條、緩沖片、端板。借助工裝將電堆固定后,把兩個正極引流條連在一起,形成一個并聯(lián)電堆,輸出一組電壓。
某熱電池需要工作電壓28V~30V,44mA/cm2的電流密度下激活,在215ms時刻,承受1991mA/cm2的電流密度。使用該實例電堆,激活時間在110ms~155ms;在215ms時刻,承受1991mA/cm2的電流密度時,工作電壓在28V以上。