[發明專利]一種熱電池用可快速激活電堆

在審

• 申請號: 201710115637.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106848342A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 趙彥龍;梁相妮;張飛;姚龍杰;賈小杰
• 申請（專利權）人: 北方特種能源集團有限公司西安慶華公司
• 主分類號: H01M6/42
• 分類號: H01M6/42;H01M2/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬于火工品及電源技術領域，特別是涉及一種熱電池用激活電堆。

背景技術

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到規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無法比擬的，故它在現代快速反應的裝備中得到廣泛應用。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。現有的熱電池電堆無法完成這一指標：

(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。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種可快速激活電堆，能夠達到設計指標。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：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、集流片組件和負極引流條。

在兩個端版之間依次設置緩沖片、正極引流條、負極引流條、正極引流條和緩沖片；所述的正極引流條和負極引流條之間設置若干單體電池，相鄰單體電池之間設置集流片組件，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。

本發明的有益效果是：

(1)將加熱紙使用在外裝配電堆中，充分發揮兩者在激活方面的優勢。

(2)優化單體電池配比，在保證安全的前提下使用最少的活性物質，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500cm/s～600cm/s，有利于電堆快速激活。

附圖說明

圖1為本發明涉及的電堆輸出示意圖；

圖2為電堆結構組成示意圖；

圖3為集流片組件結構組成示意圖；

圖4為集流片與集流條連接示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。

本發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：二硫化鐵正極的質量比＝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，由造紙機造紙后經機床沖壓成圓片狀，造紙時質量配比為氯化鋇：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、負極引流條6。