[發(fā)明專利]一種混合氣體等離子集電管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310686377.2
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103617939A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳濤
• 申請（專利權）人: 陳濤
• 主分類號: H01J17/20
• 分類號: H01J17/20;H01J17/16
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發(fā)明一種混合氣體等離子集電管。

背景技術

現有的小型電子設備，主要以各類電池作為電源。但無論是不可充電的碳鋅電池、錳鋅電池、堿性電池，還是能反復多次充電的鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋅空氣電池等，都需要使用電解液。而電解液的存在，首先增加了電池的重量，對電子設備的輕便移動造成影響。其次，有電解液的電池在長時間使用情況下始終存在漏液問題，電池內的電解液一般都是堿性很強的氫氧化合物，腐蝕性極強，電池漏液會腐蝕電池匣的簧片，導致銹蝕造成電路接觸不良或不通導，影響電子設備的正常使用。第三，有電解液的電池在電池壽命終結的時候會產生氣漲，它的體積還會增大，卡死在在電池盒中造成麻煩。通常還伴隨有爬堿的現象，在電池負極上凝集出許多白色結晶，極易造成電子設備損壞。再者鋰離子電池等現代大容量電池。當在熱沖擊、過充、過放、短路等濫用狀態(tài)下，電池內部的活性物質及電解液等組分間將發(fā)生化學、電化學反應,產生大量的熱量與氣體。當積累到一定程度就會引起電池的著火、爆炸，造成火災事故和人身財產損失。特別是電視遙控器、空調遙控器、手電筒等小型電子設備。使用時間相對集中，而待機放置時間則相對很長，在待機放置過程中，電池更容易發(fā)生漏液等現象造成電子設備損壞。

現代物理學中有著名的潘寧效應（Penning?effect），即，兩種以上的氣體按照一定比例混合，混合后的氣體被擊穿的電位明顯低于單純氣體的擊穿電位，從而極大地降低了啟動電壓。潘寧電離的基本原理為：當混合氣體中的雜質氣體的電離電位能量小于基本氣體的原子亞穩(wěn)態(tài)能級時，基于粒子間的非彈性碰撞可造成雜質氣體的電離，形成等離子體。潘寧電離效應在現代照明領域中有非常廣泛的應用，如：日光燈、霓虹燈、節(jié)能燈、無極燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵素燈等都利用了潘寧電離原理。

然而，數十年的時間里，在潘寧電離效應的研究中，人們對潘寧電離效應在照明的應用研究較多，但對潘寧電離中的自持放電現象，尤其是自持暗放電現象研究極少，對于某些特定種類、特定比例混合氣體在無外加電壓和輸入電流的情況下，可以受到宇宙射線、高能粒子、太陽紫外線、地殼和大氣中的輻射等環(huán)境因素激發(fā)，基于自由電子與基本氣體原子間的非彈性碰撞，釋放位于極紫外線光譜段的光子（波長121?nm~10?nm，能級10.2?eV~124?eV），造成雜質氣體原子的電離，而自行產生自持暗放電現象，進而形成級聯電離（雪崩電離）產生高密度自由電子的現象沒有引起足夠重視。對單純運用電子、質子、原子、光子間的碰撞運動及相互作用的基本物理規(guī)律產生氣體原子電離效果，收集、輸出電能的方法及其應用缺乏深入研究。

發(fā)明內容

本發(fā)明一種混合氣體等離子集電管，可在不施加機械運動、不外加任何電源、不發(fā)出絲毫噪聲、不釋放出熱能、不發(fā)出可見光、不泄漏有毒害物質、不釋放有害電磁波的情況下輸出電能。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種混合氣體等離子集電管，包括密閉容器，密閉容器內填充有低壓氣體材料，密閉容器內設有電極片。

所述電極片至少為兩根，兩個電極片的間距在1~20mm。

所述密閉容器由玻璃、透明或者不透明塑料、透明或者不透明陶瓷制作而成。

所述低壓氣體材料為：氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣其中的兩種或者多種混合而成，壓力為：1×10^-5Pa~1×10^-1Pa。

所述低壓氣體材料進行混合的基本原則：基本氣體原子：占多數的氣體的亞穩(wěn)態(tài)能級eV大于雜質氣體原子：占少數的氣體的電離能級eV。

所述低壓混合氣體組合為：氦氫氣、氦氮氣、氦氬氣、氦氪氣、氦氙氣、氖氫氣、氖氮氣、氖氬氣、氖氪氣、氖氙氣、氦氖氫氣、氦氖氮氣、氦氖氬氣、氦氖氪氣、氦氖氙氣、氖氬氫氣、氖氬氮氣、氖氬氪氣、氖氬氙氣、氦氖氬氫氣、氦氖氬氪氫氣、氦氖氬氪氙氫氣等。