[實(shí)用新型]一種耐振動(dòng)、沖擊的鋰/亞硫酰氯電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120273878.4
• 申請日: 2011-07-30
• 公開（公告）號: CN202205854U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪以道;肖輝;汪灃
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州金科發(fā)鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0563
• 代理公司: 張家港市高松專利事務(wù)所(普通合伙) 32209
• 代理人: 孫高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種鋰/亞硫酰氯電池。

背景技術(shù)

鋰/亞硫酰氯(Li/SOCl₂)電池是一種以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯(SOCl₂)溶液作電解液的鋰電池。鋰/亞硫酰氯電池具有比能量高、比功率大、放電電壓平穩(wěn)、溫度適用范圍廣、儲(chǔ)存壽命長等特性，在航空航天、水中兵器、導(dǎo)航設(shè)備、地質(zhì)勘探、儀器儀表等軍事和民用工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。鋰/亞硫酰氯電池是目前電池領(lǐng)域中比能量和比功率最高的一種電池。

正是有著以上的優(yōu)異特性，近年來，鋰/亞硫酰氯電池在石油開采、地質(zhì)勘探中得到廣泛使用。在石油開采、地質(zhì)勘探工程中，需要對擬開采或勘察區(qū)域?qū)嵤┿@孔，一方面對鉆進(jìn)的這一長度內(nèi)的軌跡進(jìn)行測量，另一方面對鉆進(jìn)的這一長度內(nèi)的環(huán)境狀況進(jìn)行測量，以采集和記錄各種工況數(shù)據(jù)。而充當(dāng)采集和記錄各種工況數(shù)據(jù)的動(dòng)力，便是鋰/亞硫酰氯電池。

鋰/亞硫酰氯電池隨著井下測量儀在鉆頭、鉆桿帶動(dòng)下逐步進(jìn)入地下，不僅要承受越來越高的溫度考驗(yàn)，同時(shí)還要承受鉆頭、鉆桿的沖擊和震動(dòng)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，隨鉆下井的電池筒要能夠承受-40℃~175℃溫度的環(huán)境考驗(yàn)，同時(shí)還能夠承受振動(dòng)加速度196m/s²（掃頻范圍20Hz~200Hz，掃描速率為1oct/min）、沖擊加速度455m/s²，半正弦波形11ms的嚴(yán)苛工況考驗(yàn)。

目前，國內(nèi)用于隨鉆井下測量儀下井的電池筒，大多使用國內(nèi)生產(chǎn)的略加改進(jìn)的鋰/亞硫酰氯電池。現(xiàn)行的鋰/亞硫酰氯電池的結(jié)構(gòu)為：包括一個(gè)殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次放置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，電池芯體為多層卷狀結(jié)構(gòu)，依次包括隔膜、陰極極片、隔膜和陽極極片，隔膜為非編織的玻璃纖維，陰極極片為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋的下部放置有頂部絕緣片，金屬-玻璃封上蓋的中心設(shè)置有中心柱，一只陰極極耳直接焊接在中心柱上，一只陽極極耳焊接在殼體的內(nèi)壁上，或夾焊在金屬-玻璃封上蓋與殼體的夾縫中。

現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的鋰/亞硫酰氯電池，不僅耐高溫性能難以滿足井下較高溫度的環(huán)境考驗(yàn)，其內(nèi)在結(jié)構(gòu)也難以滿足井下振動(dòng)、沖擊的嚴(yán)苛工況考驗(yàn)。這是因?yàn)椋鳛閱螛O耳的陰極極耳難以滿足電池芯體的劇裂震動(dòng)、沖擊而有可能脫焊或折斷；作為單極耳的陽極極耳在電池芯體的劇裂震動(dòng)、沖擊下也有能脫焊或折斷；另外，一只陽極極耳焊接在電池殼體內(nèi)壁上，不僅操作不便，還可能存在虛焊，而一只陽極極耳夾焊在金屬-玻璃封上蓋與殼體的夾縫中的生產(chǎn)工藝，又會(huì)導(dǎo)致金屬-玻璃封上蓋與殼體的不同心，使環(huán)縫焊接的一致性降低。同時(shí)，一些電池生產(chǎn)企業(yè)為了克服井下較高溫度對電池的影響，采用減少電池內(nèi)部活性物質(zhì)和隔膜的加入量，以增大電池內(nèi)部的冗余空間，減緩電解液在高溫環(huán)境下分解、氣化而導(dǎo)致電池的腫脹，又加大了電池芯體松動(dòng)的可能性。

現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的鋰/亞硫酰氯電池，當(dāng)減少電池內(nèi)部活性物質(zhì)和隔膜的加入量，必然產(chǎn)生電池芯體的松動(dòng)，而單陰極極耳和單陽極耳及其焊接方式，又無法抑制電池芯體的松動(dòng)，這種電池芯體的松動(dòng)對電池的性能、尤其是電池的安全性能危害更大。電池芯體的松動(dòng)，無法滿足井下振動(dòng)、沖擊對電池的要求，輕者導(dǎo)致電池內(nèi)部斷路，重者導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，甚至導(dǎo)致電池爆裂。這些都可能造成鉆井作業(yè)中斷而被迫起鉆，嚴(yán)量影響石油開采、地質(zhì)勘探作業(yè)進(jìn)度和鉆井施工隊(duì)伍的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種不僅能承受-40℃~175℃的溫度考驗(yàn)，同時(shí)還能承受鉆頭、鉆桿的沖擊和振動(dòng)，抑制電池芯體出現(xiàn)松動(dòng)的耐振動(dòng)、沖擊的鋰/亞硫酰氯電池。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種耐振動(dòng)、沖擊的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個(gè)殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片、支撐環(huán)、頂部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，在上部絕緣片和頂部絕緣片之間設(shè)置有支撐環(huán)。

所述的支撐環(huán)的高度小于或等于上部絕緣片和頂部絕緣片之間的距離。

所述支撐環(huán)的下部與上部絕緣片相連接，支撐環(huán)的上部與頂部絕緣片相連接。

所述支撐環(huán)的外徑不大于殼體的內(nèi)徑，支撐環(huán)的內(nèi)徑不小于中心柱的直徑。

所述的支撐環(huán)為聚四氟乙烯注塑環(huán)或聚四氟乙烯管。