CN101924224A - 储备式锂电池 - Google Patents

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袁中直
李亚德
杨建�
刘金成
祝媛
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Abstract

本发明涉及储备式锂电池。该储备式锂电池包括壳体，以及位于壳体内的电芯和电解液。所述储备式锂电池还包括固定于壳体内的阀门，用于隔离电芯和电解液。在预定加速度下，所述电解液冲破所述阀门，浸润所述电芯。本发明所述的储备式锂电池结构简单、紧凑，制造工艺简易。阀门直接固定于壳体上，占用电池内部空间小，电池容量基本不受影响，便于提高电池设计容量及缩小电池整体体积，符合现有电池小型化、轻型化的发展趋势。电池外形可以是柱式、方形、币式、扣式等形状。可用于单兵引信及各种弹药引信。

Description

储备式锂电池
技术领域
本发明涉及锂电池，特别涉及一种储备式锂电池。
背景技术
储备式锂电池又叫激活电池。在储备状态下，电池活性物质与电解液不直接接触，因此没有电能输出，不产生能量损耗。使用时通过动力源释放电解液，激活电池。因此具有储存时间长、免维护、比能量高等优点，在引信等重要设备中使用较多。
现有储备式锂电池，如美国专利申请《一种储备式电源及其应用》(ReserveBattery and Its Use，公开号US 2004/0197640，公开日2004年10月7日)，公开的储备式电池，包括一个用于存储电解液的密封玻璃瓶，以及用于固定该玻璃瓶的支撑结构和用于破坏该玻璃瓶的激活装置。在预定加速度下，该激活装置撞击并破坏该密封玻璃瓶，使储存的电解液和电池活性物质反应，为引信提供电能。该设计方案虽然能保证储备式锂电池可以正常启动，但电池结构和装配过程都很复杂，且玻璃瓶、支撑结构和激活装置占据电池内部很大的空间，影响电池的容量和体积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，可实现小体积大容量的储备式锂电池。
一种储备式锂电池，包括壳体，以及位于壳体内的电芯和电解液。所述储备式锂电池还包括固定于壳体内的阀门，用于隔离电芯和电解液。在预定加速度下，所述电解液冲破所述阀门，浸润所述电芯。
本发明所述的储备式锂电池结构简单、紧凑，制造工艺简易。阀门直接固定于壳体上，占用电池内部空间小，电池容量基本不受影响，便于提高电池设计容量及缩小电池整体体积，符合现有电池小型化、轻型化的发展趋势。电池外形可以是柱式、方形、币式、扣式等任意形状。可用于单兵引信及各种弹药引信。
附图说明
图1是一实施例中储备式锂电池的立体图。
图2是图1所示储备式锂电池的分解图。
图3是另一实施例中阀门的立体图。
具体实施方式
下面根据附图以扣式锂电池为例对本发明作进一步阐述。
如图1和图2所示，本实施例中，一种储备式锂电池100为柱状扣式电池，其包括壳体，和位于壳体内的电解液(未示出)、阀门30和包括电池活性物质的电芯。阀门30与壳体固定连接，将电解液和电芯隔离在互不相通的两个空间内。阀门30的强度要求在预定加速度下，电解液可冲破阀门，瞬间浸润电芯而激活电池。
阀门30可根据电池类型及激活条件采用具有一定强度且不与电解液发生化学反应的金属材料，硬性塑料或钢化玻璃。金属材料可以是不锈钢、碳钢等金属或合金。
本实施例中，壳体由壳身10和位于壳身10开口处的盖帽20组成。电芯包括由下至上顺次排列的集流网40、负极50、隔膜60、正极70、弹片80和盖膜90。壳身10、盖帽20、阀门30、集流网40和弹片80的材料均为不锈钢。隔膜60和盖膜90采用绝缘材料，可以是玻璃纤维。负极50为环状锂片。正极70为环状碳片。
壳身10包括壳壁11和壳底13，可采用一体成型方式制成，以保证壳身10具有稳定的整体结构，及整体的均匀性，同时具有较强的抗冲击能力，不易变形受损。壳壁11朝壳底13的方向呈台阶状收缩。壳壁11上的台阶111用于在生产装配中支撑阀门30。壳底13上开设有用于注液的通孔，该通孔用钢珠采用焊接的方式密封。壳底13采用强度较高的钢板，保证在注完电解液后使用钢珠对注液用通孔封口时不会导致壳底13变形。其他实施例中，壳身10可由独立的壳壁11和壳底13焊接形成。
盖帽20上设置有正极极柱23。极柱23通过绝缘材料，例如玻璃绝缘子固定在盖帽20中部。
阀门30包括基板31和基本垂直于基板31的竖边33，可采用一体成型制成。基板31上形成有刻痕311，且刻痕311形成于基板31背向壳底13的一面。本实施例中，刻痕311包括一个圆形刻痕和一个内接于该圆形刻痕的Y字形刻痕。阀门31位于壳身10的台阶111上。竖边33通过焊接的方式与壳身10连接，将壳体分为互不相通的两个空间。
集流网40为钢制环形网，位于阀门30上。其中，集流网40中部通孔的尺寸应允许阀门30上的刻痕311全部暴露出来，保证储备式锂电池100可正常开启。优选地，集流网40与阀门30固定连接。负极50位于集流网40上，优选地，负极50中部通孔的尺寸也应允许阀门30上的刻痕311全部暴露出来。隔膜60位于负极50和正极70之间，用于电气隔离正极70和负极50，以及正极和壳壁11。
弹片80位于正极70和盖帽20之间，用于电性连接正极70和盖帽20的极柱23。为了防止弹片80和正极70接触盖帽20本体而导致电池短路，弹片80和盖帽20之间还设置有绝缘用环状盖膜90。本实施例中，弹片80中部开有通孔，且该通孔的尺寸小于极柱23的尺寸。形成通孔的边通过焊接的方式连接在极柱23上。通孔的存在使得电池加工组装工艺更简单易操作。弹片80上还形成有突起85，使弹片80与正极70紧密接触，确保放电过程中正、负极的形变匹配。
本领域技术人员很容易想到的，其他实施例中，壳壁11可基本呈直筒状，壳身10底部可设置一环状支撑垫，用于在电池装配过程中支撑阀门30。阀门30可仅包括一块基板，基板边缘与壳身10采用焊接的方式或填充密封材料的方式固定连接。阀门30上的刻痕311可为任意形状，只要保证阀门采用金属材料时，阀门开启后不会与正极、弹片或极柱直接接触即可。例如如图3所示，刻痕可包括两个相互连接的Y字形刻痕。
综上，本发明的储备式锂电池采用阀门将壳体分为互不相通的两部分，分别装设电解液和电芯。利用阀门作为电池激活开关，通过在预定加速度下，电解液冲破阀门浸润正、负极从而激活电池。阀门与壳体固定连接，占用电池内部空间小，电池容量基本不受影响，电池结构可做的很紧凑，易于实现小体积大容量设计。同时使得电池制造工艺简化。
当阀门采用高强度材料，尤其采用不锈钢材料时，刻痕厚度容易控制，电池激活参数稳定，抗过载能力强，可有效防止电池在运输、长期存储过程中发生提前激活现象。
本发明的储备式锂电池适用于各种类型的储备式化学电池，例如锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)、锂/硫酰氯(Li/SO2Cl2)、锂/二氧化硫(Li/SO2)、锂/二氧化锰(Li/MnO2)、锂/二硫化铁(Li/FeS2)和锂/硫磺(Li/S)等化学体系的一次电池，以及锂离子电池。特别适用于使用不锈钢材料作为钢壳的电池，主要是指锂/亚硫酰氯电池、锂/硫酰氯电池、锂/二氧化硫电池等具有不可燃电解液的锂电池。可用于单兵引信及各种弹药引信。

Claims (10)

1.一种储备式锂电池，包括壳体，以及位于壳体内的电芯和电解液，其特征在于：还包括固定于壳体内的阀门，用于隔离电芯和电解液，在预定加速度下，电解液冲破所述阀门，浸润所述电芯。
2.根据权利要求1所述的储备式锂电池，其特征在于，所述阀门的材料为金属。
3.根据权利要求1或2所述的储备式锂电池，其特征在于，所述阀门上形成有刻痕，在预定加速度下，所述电解液冲破所述刻痕，浸润所述电芯。
4.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，所述阀门包括基板和基本垂直于所述基板的竖边，所述阀门通过所述竖边与所述壳体固定连接。
5.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，所述阀门上形成有一个圆形刻痕和一个内接于所述圆形刻痕的Y字形刻痕。
6.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，所述阀门上形成有两个相互连接的Y字形刻痕。
7.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，所述壳体包括壳身，以及盖设于所述壳身开口处的盖帽，所述壳身的壳壁朝壳底的方向呈台阶状收缩，所述阀门位于所述壳壁的台阶上。
8.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，还包括位于所述阀门和壳体底部之间的支撑垫。
9.根据权利要求3所述的储备式锂电池，其特征在于，所述壳体包括壳身，以及位于所述壳身开口处的盖帽，所述盖帽上设置有极柱，所述储备式锂电池还包括位于所述盖帽和电芯正极之间的弹片，所述弹片与所述极柱固定连接，所述弹片上设置有突起，所述突起可保证所述弹片与所述电芯正极的紧密接触。
10.根据权利要求9所述的储备式锂电池，其特征在于，所述弹片的中部开有通孔，所述通孔的直径小于所述极柱的直径。
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