[發(fā)明專利]直接收集-熱離子發(fā)射-熱電同位素電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711064719.1
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN108538422B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何佳清;周毅;李公平;張世旭;陳躍星;孫鑫;鄂得俊
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: G21H1/10
• 分類號: G21H1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

1.一種直接收集-熱離子發(fā)射-熱電同位素電池，其特征在于，包括：

換能結(jié)構(gòu)，所述換能結(jié)構(gòu)包括：

金屬襯底，所述金屬襯底呈柱狀，所述金屬襯底的兩端分別為正極端和負(fù)極端；

放射源鍍層，所述放射源鍍層形成在所述金屬襯底的外周面上，所述金屬襯底的負(fù)極端與所述放射源鍍層的一端平齊，所述金屬襯底的正極端突出所述放射源鍍層的另一端；

第一密封墊，所述第一密封墊呈環(huán)狀，所述第一密封墊套設(shè)在所述金屬襯底的正極端且與所述放射源鍍層相抵；

第二密封墊，所述第二密封墊設(shè)置在所述金屬襯底的負(fù)極端和所述放射源鍍層的端面上；

第一電荷收集板，所述第一電荷收集板套設(shè)在所述放射源鍍層的外周，所述第一電荷收集板一端的端面與所述第一密封墊相抵，所述第一電荷收集板另一端的內(nèi)周面與所述第二密封墊相抵，所述第一電荷收集板與所述放射源鍍層之間間隔形成有真空腔體；

第一絕緣襯底，所述第一絕緣襯底形成在所述第一電荷收集板的外周面上，所述第一絕緣襯底的兩端分別與所述金屬襯底的正極端和負(fù)極端平齊；

發(fā)射極板，所述發(fā)射極板設(shè)置在所述第一絕緣襯底的外周面上；

第三密封墊，所述第三密封墊呈環(huán)狀，所述第三密封墊套設(shè)在所述發(fā)射極板的一端，且所述第三密封墊的外表面與所述金屬襯底的正極端平齊；

第四密封墊，所述第四密封墊呈環(huán)狀，所述第四密封墊套設(shè)在所述第一絕緣襯底的一端，且與所述發(fā)射極板相抵；

第二電荷收集板，所述第二電荷收集板套設(shè)在所述發(fā)射極板的外周，且所述第二電荷收集板一端的端面與所述第三密封墊相抵，所述第二電荷收集板另一端的內(nèi)周面與所述第四密封墊相抵，所述第二電荷收集板與所述發(fā)射極板之間間隔形成有腔體，所述腔體內(nèi)填充有填充介質(zhì)；

第二絕緣襯底，所述第二絕緣襯底形成在所述第二電荷收集板的外周面上；

熱電組件，所述熱電組件設(shè)置在所述第二絕緣襯底的外周面上，且所述熱電組件兩端的端面上分別設(shè)置有電學(xué)輸出電極；

其中，所述第一電荷收集板和所述第二電荷收集板由Nb、NbN、Mo、Sn(ITO)或AI(ZAO)形成，所述發(fā)射極板由W、Ta、Re或Mo形成，所述填充介質(zhì)為Cs氣體；

正極，所述正極設(shè)置在所述換能結(jié)構(gòu)的正極端；

負(fù)極，所述負(fù)極設(shè)置在所述換能結(jié)構(gòu)的負(fù)極端；

緩沖墊，所述緩沖墊包裹在所述換能結(jié)構(gòu)的外周面以及所述正極和所述負(fù)極的一部分上；

內(nèi)封裝層，所述內(nèi)封裝層包裹在所述緩沖墊的外表面上；以及

外封裝散熱層，所述外封裝散熱層包裹在所述內(nèi)封裝層的外表面上，所述外封裝散熱層與所述正極和所述負(fù)極之間設(shè)置有絕緣環(huán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接收集-熱離子發(fā)射-熱電同位素電池，其特征在于，所述直接收集-熱離子發(fā)射-熱電同位素電池呈圓柱狀、橢圓柱狀、棱柱狀或正棱柱狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接收集-熱離子發(fā)射-熱電同位素電池，其特征在于，所述金屬襯底由W、Cu或Cr形成。