微小型热电池激活装置制造方法及图纸

微小型热电池激活装置，包括压电陶瓷片、电极、电点火头、绝缘层、绝缘导线、重力块、引燃条、单体电池、壳体、电池电极、导线、压电陶瓷堆；壳体设置为上层和下层，上层内部设置有单体电池，单体电池的顶端向上设置有电池电极，单体电池的外壁以及底端设置有引燃条，下层从上向下依次设置有重力块、绝缘层、电极和压电陶瓷片；重力块设置为圆柱形，且中间设置有圆形通孔，圆形通孔内部设置有电点火头，上层与下层之间设置有隔层，隔层的中间设置有开口。本发明专利技术采用压电陶瓷片作为激活能源，集成度高，激活可靠性高达99.5%以上，可靠性好；与现有激活方式相比较占用空间小，制作成本低。

Miniature thermal battery activating device

Micro thermal battery activation device, comprises a piezoelectric ceramic plate, electrode, electric igniter, insulation layer, insulated wire, gravity, ignition block, single battery, battery shell, electrodes, wires, piezoelectric ceramic stack; shell is set to the upper and lower layers, the upper is arranged inside the cell, the top one the battery to the battery is arranged on the outer wall of the single battery electrode, and is arranged at the bottom of the lower ignition, from top to bottom is arranged with a gravity block, an insulating layer, the electrode and the piezoelectric ceramic piece is arranged; gravity is cylindrical, and the middle is provided with circular holes, circular holes are arranged inside the electric igniter, interlayer is arranged between the upper and lower layers are arranged in the middle of the opening. The invention adopts the piezoelectric ceramic slice as an activating energy source, has high integration degree, and has the reliability of activation up to more than 99.5%, and has good reliability; compared with the existing activation mode, the occupation space is small, and the manufacturing cost is low.

【技术实现步骤摘要】
微小型热电池激活装置
本专利技术属于引信、导弹及航空航天热电池
，具体涉及微小型热电池激活装置。
技术介绍
热电池是靠加热激活的电池,主要由基片、正极片、负极片、电解质片、集流片、加热系统、保温垫片、电池壳、带接线柱的电池盖等组成。常温下热电池内部的电解质是不导电的固体,电极活性物质和电解质相互之间不进行化学反应,处于非工作状态。一旦投入使用,只要输入激活信号使电池激活,通过加热系统使电池内部温度迅速上升,电解质熔融形成高导电率的离子导体,正负开始电化学反应,即可输出所需的直流电压及电流。目前，国内微小型热电池主要的激活方式有两种:（1）电激活,即使用外电源引爆电点火头发火,同时引燃加热片的激活方式；（2）机械激活,即使用机械能使火帽发火引燃加热片的激活方式。电激活与机械激活的主要区别在于：电激活的主要结构特征在于需要外加机械发电机等外部电源装置，机械激活的主要结构特征在于需要在电池底端设计火帽盂装入火帽，另需外加击针，弹簧，导向筒等部件。电激活与机械激活的主要相同点在于：电激活与机械激活都是通过火工品点燃引燃纸同时点燃加热片。电激活与机械激活两者间存在的缺点在于：（1）各种材料燃烧速度慢，激活时间长，激活时间最快需要0.3s以上；（2）另外附加有其它装置，体积较大、占用弹内空间大、成本高。针对现有技术中存在的问题，有必要提供一种具有新颖性和创造性的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微小型热电池激活装置及激活方法，以此来解决现有技术中存在的各种材料燃烧速度慢，激活时间长，另外附加有其它装置，体积较大、占用弹内空间大、成本高；在使用的过程中存在风险、不安全等问题，从而达到占用空间小、激活时间短、作成本低、集成度高、使用安全。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种微小型热电池激活装置，包括压电陶瓷片、电极、电点火头、绝缘层、绝缘导线、重力块、引燃条、单体电池、壳体、电池电极、导线、压电陶瓷堆；所述壳体设置为圆柱体，壳体设置为上层和下层，所述上层内部设置有单体电池，所述单体电池的顶端向上设置有电池电极，所述单体电池的外壁以及底端设置有引燃条，所述下层从上向下依次设置有重力块、绝缘层、电极和压电陶瓷片；所述重力块设置为圆柱形，且中间设置有圆形通孔，圆形通孔内部设置有电点火头，所述上层与下层之间设置有隔层，隔层的中间设置有开口，开口的宽度等于重力块中间圆形通孔的圆形截面直径；所述重力块下端设置有绝缘层，绝缘层下面设置有电极a，电极a中间设置有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片设置有若干个，每相邻的两个压电陶瓷片之间设置有电极b，且每相邻的两个压电陶瓷片的正负极方向成轴对称设置，所述电极a、压电陶瓷片与电极b通过机械串联和电学并联的方式连接并构成压电陶瓷堆；所述下层的侧壁内侧以及下端内侧设置有连续的绝缘层，下端内侧的绝缘层与下端的电极a相接触设置；所诉电点火头的另一端用过绝缘导线分别与电极a和电极b连接。作为一种优选的技术方案，所述压电陶瓷片材质采用PZT系列陶瓷。作为一种优选的技术方案，所述重力块的材质为钢片。作为一种优选的技术方案，所述单体电池设为圆柱体。作为一种优选的技术方案，电点火头的上端与引燃条之间的距离设置为小于5mm。作为一种优选的技术方案，所述微小型热电池激活装置的厚度设置在3-5mm之间。作为一种优选的技术方案，所述单体电池内部包括加热片，阴极片，阳极片，电解质和集电片。本专利技术电点火头串联在所述压电陶瓷堆正负电极之间；受到膛压作用达到过载条件时，压电陶瓷堆与电点火头形成回路，电流脉冲点燃电点火头，电点火头进一步点燃引燃纸，从而激活电池。本专利技术压电陶瓷堆由压电陶瓷片经机械串联和电学并联封装而成当受到膛压作用达到过载条件时正压电效应将产生电流脉冲。本专利技术重力块中间设置有圆形孔，电点火头放置于圆形孔内，可以增加膛压作用时压电陶瓷堆受到的过载。本专利技术壳体与电池壳体集成为一个整体，将壳体做成上下两层结构，微小型热电池激活装置置于下层，两层之间焊有隔层，从而节省空间。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术微小型热电池激活装置总厚度设置在3～5mm之间，满足热电池的微小型化要求；（2）电池达到过载条件时（压力大于100Mpa）压电陶瓷产生电流脉冲可在20微秒内快速点燃引燃纸，10毫秒内激活电池，激活时间短，10毫秒内可实现电池激活，集成度高，激活可靠性高达99.5%以上，可靠性好；（3）采用压电陶瓷片作为激活能源，与现有激活方式相比较具有占用空间小，制造成本低，除此之外，压电陶瓷片储存时间长，可储存性能高。附图说明图1为本专利技术基于压电陶瓷的微小型热电池激活装置结构示意图；图2为本专利技术电路原理图；图3为具体实施例中火炮膛压曲线图；图4为本专利技术实验时压电陶瓷堆应力曲线图；图5为本专利技术实验应力下干路电压曲线图；图6为本专利技术实验应力下干路电流曲线图。图中序号说明：1压电陶瓷片；2电极a；3电点火头；4绝缘层；5绝缘导线；6重力块；7引燃条；8单体电池；9壳体、10电池电极；11导线；12压电陶瓷堆；13上层；14下层；15隔层；16电极b。具体实施方式下面结合附图和具体实验例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚的了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。结合图1所示：一种微小型热电池激活装置，包括压电陶瓷片1、电极2、电点火头3、绝缘层4、绝缘导线5、重力块6、引燃条7、单体电池8、壳体9、电池电极10、压电陶瓷堆12；所述壳体9设置为圆柱体，壳体9设置为上层13和下层14，所述上层13内部设置有单体电池8，所述单体电池8的顶端向上设置有电池电极10，所述单体电池8的外壁以及底端设置有引燃条7，所述下层14从上向下依次设置有重力块6、绝缘层4、电极2和压电陶瓷片1；所述重力块6设置为圆柱形，且中间设置有圆形通孔，圆形通孔内部设置有电点火头3，所述上层13与下层14之间设置有隔层15，隔层15的中间设置有开口，开口的宽度等于重力块6中间圆形通孔的圆形截面直径；所述重力块6下端设置有绝缘层4，绝缘层4下面设置有电极a2，电极a2中间设置有压电陶瓷片1，所述压电陶瓷片1设置有若干个，每相邻的两个压电陶瓷片1之间设置有电极b16，且每相邻的两个压电陶瓷片1的正负极方向成轴对称设置，图1所示为两片压电陶瓷，使用不同电点火头3可适当增加压电陶瓷片数；所述电极a2、压电陶瓷片1与电极b16通过机械串联和电学并联的方式连接并构成压电陶瓷堆12；所述下层14的侧壁内侧以及下端内侧设置有连续的绝缘层4，绝缘层4将压电陶瓷堆12和重力块6与壳体9隔离，以保证如图2所述的电路正常工作；内侧的绝缘层4与下端的电极a2相接触设置；所诉电点火头3的另一端用过绝缘导线5分别与电极a2和电极b16连接，电点火头3通过绝缘导线5串联于压电陶瓷堆12的正负极之间。所述压电陶瓷片1材质采用PZT系列陶瓷，且压电陶瓷片1可根据热电池大小及空间要求选择不同直径及厚度的尺寸，压电陶瓷片1用于为本专利技术提供激活电能。所述重力块6的材质为钢片，可根据热电池大小及空间要求选择不同尺寸。所述单体电池8设为圆柱体。所述电点火头3的上端与引燃条7之间的距离设置为小于5mm。所述微小型热电池激活装置的厚度设置在3-5mm之间。体电池8包括加热片，阴极片本文档来自技高网...

【技术保护点】
微小型热电池激活装置，其特征在于，包括压电陶瓷片（1）、电极（2）、电点火头（3）、绝缘层（4）、绝缘导线（5）、重力块（6）、引燃条（7）、单体电池（8）、壳体（9）、电池电极（10）、压电陶瓷堆（12）；所述壳体（9）设置为圆柱体，壳体（9）设置为上层（13）和下层（14），所述上层（13）内部设置有单体电池（8），所述单体电池（8）的顶端向上设置有电池电极（10），所述单体电池（8）的外壁以及底端设置有引燃条（7），所述下层（14）从上向下依次设置有重力块（6）、绝缘层（4）、电极（2）和压电陶瓷片（1）；所述重力块（6）设置为圆柱形，且中间设置有圆形通孔，圆形通孔内部设置有电点火头（3），所述上层（13）与下层（14）之间设置有隔层（15），隔层（15）的中间设置有开口，开口的宽度等于重力块（6）中间圆形通孔的圆形截面直径；所述重力块（6）下端设置有绝缘层（4），绝缘层（4）下面设置有电极a（2），电极a（2）中间设置有压电陶瓷片（1），所述压电陶瓷片（1）设置有若干个，每相邻的两个压电陶瓷片（1）之间设置有电极b（16），且每相邻的两个压电陶瓷片（1）的正负极方向成轴对称设置，所述电极a（2）、压电陶瓷片（1）与电极b（16）通过机械串联和电学并联的方式连接并构成压电陶瓷堆（12）；所述下层(14)的侧壁内侧以及下端内侧设置有连续的绝缘层（4），下端内侧的绝缘层（4）与下端的电极a（2）相接触设置；所诉电点火头（3）的另一端用过绝缘导线（5）分别与电极a（2）和电极b（16）连接。...

【技术特征摘要】
1.微小型热电池激活装置，其特征在于，包括压电陶瓷片（1）、电极（2）、电点火头（3）、绝缘层（4）、绝缘导线（5）、重力块（6）、引燃条（7）、单体电池（8）、壳体（9）、电池电极（10）、压电陶瓷堆（12）；所述壳体（9）设置为圆柱体，壳体（9）设置为上层（13）和下层（14），所述上层（13）内部设置有单体电池（8），所述单体电池（8）的顶端向上设置有电池电极（10），所述单体电池（8）的外壁以及底端设置有引燃条（7），所述下层（14）从上向下依次设置有重力块（6）、绝缘层（4）、电极（2）和压电陶瓷片（1）；所述重力块（6）设置为圆柱形，且中间设置有圆形通孔，圆形通孔内部设置有电点火头（3），所述上层（13）与下层（14）之间设置有隔层（15），隔层（15）的中间设置有开口，开口的宽度等于重力块（6）中间圆形通孔的圆形截面直径；所述重力块（6）下端设置有绝缘层（4），绝缘层（4）下面设置有电极a（2），电极a（2）中间设置有压电陶瓷片（1），所述压电陶瓷片（1）设置有若干个，每相邻的两个压电陶瓷片（1）之间设置有电极b（16），且每相邻的两个压电陶瓷片...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雅菲，唐恩凌，王睿智，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21