一种小体积热电池用多组输出电堆制造技术

本发明专利技术提供了一种小体积热电池用多组输出电堆，两个端板之间依次设置端加热片、负压组引流条、公共极引流条、正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ；负压组引流条和公共极引流条之间设置n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片，每相邻两个加热片之间同顺序叠放一个集流片和一个单体电池；公共极引流条和正压组引流条Ⅰ之间设置m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m‑1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅱ和一个集流片；正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ之间设置l个单体电池、l个加热片Ⅰ及l‑1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅰ和一个集流片。本发明专利技术能够在小体积条件下实现多组电压输出。

Multi group output stack for small volume thermal battery

\u672c\u53d1\u660e\u63d0\u4f9b\u4e86\u4e00\u79cd\u5c0f\u4f53\u79ef\u70ed\u7535\u6c60\u7528\u591a\u7ec4\u8f93\u51fa\u7535\u5806\uff0c\u4e24\u4e2a\u7aef\u677f\u4e4b\u95f4\u4f9d\u6b21\u8bbe\u7f6e\u7aef\u52a0\u70ed\u7247\u3001\u8d1f\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u3001\u516c\u5171\u6781\u5f15\u6d41\u6761\u3001\u6b63\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u2160\u548c\u6b63\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u2161\uff1b\u8d1f\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u548c\u516c\u5171\u6781\u5f15\u6d41\u6761\u4e4b\u95f4\u8bbe\u7f6en\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\u3001n+1\u4e2a\u52a0\u70ed\u7247\u2160\u53can\u4e2a\u96c6\u6d41\u7247\uff0c\u6bcf\u76f8\u90bb\u4e24\u4e2a\u52a0\u70ed\u7247\u4e4b\u95f4\u540c\u987a\u5e8f\u53e0\u653e\u4e00\u4e2a\u96c6\u6d41\u7247\u548c\u4e00\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\uff1b\u516c\u5171\u6781\u5f15\u6d41\u6761\u548c\u6b63\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u2160\u4e4b\u95f4\u8bbe\u7f6em\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\u3001m\u4e2a\u52a0\u70ed\u7247\u2161\u53cam\u20111\u4e2a\u96c6\u6d41\u7247\uff0c\u6bcf\u76f8\u90bb\u4e24\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\u4e4b\u95f4\u540c\u987a\u5e8f\u53e0\u653e\u4e00\u4e2a\u52a0\u70ed\u7247\u2161\u548c\u4e00\u4e2a\u96c6\u6d41\u7247\uff1b\u6b63\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u2160\u548c\u6b63\u538b\u7ec4\u5f15\u6d41\u6761\u2161\u4e4b\u95f4\u8bbe\u7f6el\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\u3001l\u4e2a\u52a0\u70ed\u7247\u2160\u53cal\u20111\u4e2a\u96c6\u6d41\u7247\uff0c\u6bcf\u76f8\u90bb\u4e24\u4e2a\u5355\u4f53\u7535\u6c60\u4e4b\u95f4\u540c\u987a\u5e8f Stacked a heating plate and a set of process. The invention can realize multi group voltage output under small volume condition.

【技术实现步骤摘要】
一种小体积热电池用多组输出电堆
本专利技术属于火工品及电源
，涉及一种热电池用多组输出电堆。
技术介绍
热电池一般为圆柱形全密封结构，通常由发火元件、引燃组件、加热元件、电堆、绝缘保温系统、不锈钢外壳、金属/玻璃绝缘子盖体组件等组成。热电池的核心部件是电堆，主要由单体电池串联或并联组成。目前外径和高度均在30mm左右的小体积热电池，多数输出单组电压，也有少部分输出两组电压，由于单体电池厚度、空间尺寸限制，实现两组电压输出的功能已经较为困难，要实现三组电压输出更是一大挑战。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种小体积热电池用多组输出电堆，通过降低热电池厚度、共用单体电池等措施，实现多组电压输出。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小体积热电池用多组输出电堆，包括正压组引流条Ⅱ、正压组引流条Ⅰ、加热片Ⅱ、公共极引流条、单体电池、集流片、加热片Ⅰ、负压组引流条、端加热片和端板。两个所述的端板之间依次设置有端加热片、负压组引流条、公共极引流条、正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ；所述的负压组引流条和公共极引流条之间设置n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片，每相邻两个加热片之间同顺序叠放一个集流片和一个单体电池；所述的公共极引流条和正压组引流条Ⅰ之间设置m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m-1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅱ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅱ；所述的正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ之间设置l个单体电池、l个加热片Ⅰ及l-1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅰ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅰ。所述的端板和端加热片之间、端加热片和负压组引流条之间、正压组引流条Ⅱ和端板之间均叠放若干缓冲片。所述的负压组引流条与公共极引流条共同输出负压组；正压组引流条Ⅰ与公共极引流条共同输出正压组Ⅰ；正压组引流条Ⅱ与公共极引流条共同输出正压组Ⅱ。所述的单体电池冷压成圆片状，厚度为0.96mm～1.08mm，其组份包括质量比为1:(2.4～2.6):(2.4～2.6)的锂硅合金、氯化锂-氯化钾二元电解质和二硫化铁正极。所述的加热片Ⅰ、加热片Ⅱ和端加热片均由82～88质量份的加热铁粉和12～18质量份的高氯酸钾混合经球磨、干燥后后制成加热粉，再冷压制成圆片状。所述的加热片Ⅰ、加热片Ⅱ和端加热片以公共极引流条和正压组引流条Ⅰ之间的m个单体电池电压下限进行热设计，加热片Ⅰ的质量较加热片Ⅱ降低3％～5％，端加热片的质量较加热片Ⅱ降低5％～10％。所述的加热片Ⅰ和加热片Ⅱ紧挨单体电池正极面；端加热片放置在电堆负压组引流条一端，两边用缓冲片隔开。所述的负压组引流条和端加热片之间设置负压组引流条，或正压组引流条Ⅱ和端板之间设置正压组引流条；相邻的负压组引流条之间，或相邻的正压组引流条之间设置若干单体电池、加热片Ⅰ和集流片，以实现不同电压组数输出。本专利技术的有益效果是：(1)电堆高度低，本专利技术通过采取共用单体电池、降低单体电池厚度等措施，在使用14个单体电池时，电堆高度仅为24.8maxmm，便能实现输出+(12～15)V、+(8～10.5)V、-(12～15)V三组电压。(2)本专利技术有利于小体积热电池的装配，尤其节省纵向空间。对于纵向尺寸紧张的热电池，在热电池总高不变的情况下，电堆占用空间越少，留给电点火头或是火帽的装配空间越多，激活系统能得到充分保护。(3)本专利技术采用分段热平衡设计，正压组Ⅰ的单体电池用电功率最大，该段热量设计最高。两端的电压组用电功率较小，热量设计低于正压组Ⅰ的热量。设置不同的加热片质量，保证了电堆的工作稳定性，尤其是该电堆中的单体电池电流密度不同。附图说明图1为本专利技术涉及的电堆输出示意图；图2为电堆结构组成示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术提供一种小体积热电池用多组输出电堆，包括正压组引流条Ⅱ1、正压组引流条Ⅰ2、加热片Ⅱ3、公共极引流条4、单体电池5、集流片6、加热片Ⅰ7、负压组引流条8、端加热片9、缓冲片10、端板11。这些元件层叠放置成电堆，如图2所示。由下自上依次将1个端板、数个缓冲片、1个端加热片、数个缓冲片叠层放置，然后是负压组引流条，接下来是1个加热片Ⅰ--1个集流片--1个单体电池--1个加热片Ⅰ循环直至放完n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片；接下来是公共极引流条，然后是1个单体电池--1个加热片Ⅱ--1个集流片--1个单体电池循环直至放完m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m-1个集流片；接下来是正压组引流条Ⅰ，然后是1个单体电池--1个加热片Ⅰ--1个集流片--1个单体电池循环直至放完ι个单体电池、ι个加热片Ⅰ及ι-1个集流片；之后是正压组引流条Ⅱ；然后是数个缓冲片、1个端板。在电堆装配工装中完成电堆固定。负压组引流条与公共极引流条之间设置n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ、n个集流片输出负压组；正压组引流条Ⅰ与公共极引流条之间设置m个单体电池、m个加热片Ⅱ、m-1个集流片输出正压组Ⅰ；正压组引流条Ⅱ与正压组引流条Ⅰ之间设置ι个单体电池、ι个加热片Ⅰ、ι-1个集流片，正压组引流条Ⅱ与公共极引流条输出正压组Ⅱ。即正压组Ⅰ与正压组Ⅱ共用中间的m个单体电池。所述单体电池冷压成圆片状，厚度为0.96mm～1.08mm，兼顾厚度和工作可靠性考虑，其配方为锂硅合金：氯化锂-氯化钾二元电解质：二硫化铁正极的质量比＝1:2.4～2.6:2.4～2.6。所述加热片Ⅰ、加热片Ⅱ、端加热片，是由加热铁粉(82％～88％)和高氯酸钾(12％～18％)混合经球磨、干燥后后制成加热粉，再冷压制成圆片状。由于中间的m个单体电池电流密度最大，以这m个单体电池电压下限进行热设计。加热片Ⅰ的质量较加热片Ⅱ降低3％～5％，端加热片的质量较加热片Ⅱ降低5％～10％。加热片Ⅰ/加热片Ⅱ紧挨单体电池正极面，提供电解质熔融所需要的热量。端加热片放置在电堆负压组引流条一端，两边用缓冲片隔开。本文所述的电堆，也可以根据实际需要在两端增加电压组，以实现不同电压组数输出。本专利技术的实施例如图2所示，给出一种小体积热电池用多组输出电堆，包括正压组引流条Ⅱ1、正压组引流条Ⅰ2、加热片Ⅱ3、公共极引流条4、单体电池5、集流片6、加热片Ⅰ7、负压组引流条8、端加热片9、缓冲片10、端板11。单体电池配方为锂硅合金：氯化锂-氯化钾二元电解质：二硫化铁正极的质量比＝1:2.5:2.5，平均厚度为1.02mm。将1个端板、数个缓冲片、1个端加热片、数个缓冲片叠层放置，然后放上负压组引流条，接下来放1个加热片Ⅰ--1个集流片--1个单体电池--1个加热片Ⅰ循环直至放完n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片；接下来是公共极引流条，然后放1个单体电池--1个加热片Ⅱ--1个集流片--1个单体电池循环直至放完m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m-1个集流片；接下来是正压组引流条Ⅰ，然后放1个单体电池--1个加热片Ⅰ--1个集流片--1个单体电池循环直至放完ι个单体电池、ι个加热片Ⅰ及ι-1个集流片；之后放上正压组引流条Ⅱ；然后放置数个缓冲片、1个端板。在电堆装配工装中完成电堆固定。该实例电堆在使用14个单体电池时，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小体积热电池用多组输出电堆，包括正压组引流条Ⅱ、正压组引流条Ⅰ、加热片Ⅱ、公共极引流条、单体电池、集流片、加热片Ⅰ、负压组引流条、端加热片和端板，其特征在于：两个所述的端板之间依次设置有端加热片、负压组引流条、公共极引流条、正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ；所述的负压组引流条和公共极引流条之间设置n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片，每相邻两个加热片之间同顺序叠放一个集流片和一个单体电池；所述的公共极引流条和正压组引流条Ⅰ之间设置m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m‑1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅱ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅱ；所述的正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ之间设置l个单体电池、l个加热片Ⅰ及l‑1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅰ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅰ。

【技术特征摘要】
1.一种小体积热电池用多组输出电堆，包括正压组引流条Ⅱ、正压组引流条Ⅰ、加热片Ⅱ、公共极引流条、单体电池、集流片、加热片Ⅰ、负压组引流条、端加热片和端板，其特征在于：两个所述的端板之间依次设置有端加热片、负压组引流条、公共极引流条、正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ；所述的负压组引流条和公共极引流条之间设置n个单体电池、n+1个加热片Ⅰ及n个集流片，每相邻两个加热片之间同顺序叠放一个集流片和一个单体电池；所述的公共极引流条和正压组引流条Ⅰ之间设置m个单体电池、m个加热片Ⅱ及m-1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅱ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅱ；所述的正压组引流条Ⅰ和正压组引流条Ⅱ之间设置l个单体电池、l个加热片Ⅰ及l-1个集流片，每相邻两个单体电池之间同顺序叠放一个加热片Ⅰ和一个集流片，且每个单体电池一侧叠放一个加热片Ⅰ。2.根据权利要求1所述的小体积热电池用多组输出电堆，其特征在于：所述的端板和端加热片之间、端加热片和负压组引流条之间、正压组引流条Ⅱ和端板之间均叠放若干缓冲片。3.根据权利要求1所述的小体积热电池用多组输出电堆，其特征在于：所述的负压组引流条与公共极引流条共同输出负压组；正压组引流条Ⅰ与公共极引流条共同输出正压组Ⅰ；正压组引流条Ⅱ与公共极引流条共同输出正压...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁相妮，赵彦龙，白银祥，孙晓兰，刘倩倩，
申请(专利权)人：北方特种能源集团有限公司西安庆华公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61