CN106848342A - 一种热电池用可快速激活电堆 - Google Patents

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CN106848342A CN201710115637.9A CN201710115637A CN106848342A CN 106848342 A CN106848342 A CN 106848342A CN 201710115637 A CN201710115637 A CN 201710115637A CN 106848342 A CN106848342 A CN 106848342A
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赵彦龙
梁相妮
张飞
姚龙杰
贾小杰
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Xi'an Qinghua Co Ltd North Special Energy Group Co Ltd
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    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

本发明提供了一种热电池用可快速激活电堆，在两个端版之间依次设置缓冲片、正极引流条、负极引流条、正极引流条和缓冲片；所述的正极引流条和负极引流条之间设置若干单体电池，相邻单体电池之间设置集流片组件，所述的端板、缓冲片、正极引流条、单体电池、集流片组件和负极引流条层叠放置，形成电堆；所述的集流片组件包括集流片、集流条和加热纸；2个集流片之间采用集流条平行固定1个加热纸。本发明在保证安全的前提下使用最少的活性物质，使单体电池更薄，有利于快速激活。

Description

一种热电池用可快速激活电堆
技术领域
本发明属于火工品及电源技术领域，特别是涉及一种热电池用激活电堆。
背景技术
热电池使用时的最大特点就是快速激活，衡量激活速度常用激活时间来表示。所谓激活时间就是从输入激活信号开始，到电池的工作电压达到规定下限值所需要的时间，一般热电池激活时间为零点几秒到几秒之间。这样短的激活时间是其他电池无法比拟的，故它在现代快速反应的装备中得到广泛应用。激活时间受激活时的工作电流密度影响，电流密度越大，激活时间越长，即激活越慢。
现有的电堆主要有两种，一是填塞式装配的电堆，主要由单体电池、集流片组件(含加热纸)、缓冲片填塞在电池壳内部而成；另一是在热电池壳体外采用装配工装完成的外装配电堆，主要由单体电池、加热片、集流片、缓冲片等组成。
某热电池要在44mA/cm2的电流密度下激活，在215ms时承受1991mA/cm2的电流密度。现有的热电池电堆无法完成这一指标：
(1)填塞式装配的电堆使用的加热纸较外装配电堆使用的加热片燃速快，但是电堆自身比较松散，引流条收集单体电池电流的速度慢，不利于电堆快速激活，且装配可检测性差。
(2)外装配电堆整体受压后固定成一体，但是加热片燃速慢，不能完成上述指标。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可快速激活电堆，能够达到设计指标。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可快速激活电堆，包括端板、缓冲片、正极引流条、单体电池、集流片组件和负极引流条。
在两个端版之间依次设置缓冲片、正极引流条、负极引流条、正极引流条和缓冲片；所述的正极引流条和负极引流条之间设置若干单体电池，相邻单体电池之间设置集流片组件，所述的端板、缓冲片、正极引流条、单体电池、集流片组件和负极引流条层叠放置，形成电堆；所述的集流片组件包括集流片、集流条和加热纸；2个集流片之间采用集流条平行固定1个加热纸。
所述的单体电池压制成圆片状，厚度为0.86mm～1.06mm，其组份包括质量比为1:(2.8～3.2):(1.8～2.2)的锂硅合金、氯化锂-氯化钾二元电解质和二硫化铁正极。
所述的加热纸冲压成圆片状，其组份包括质量比为11:8:13:16:3的氯化钡、铬酸钾、锆粉、氧化铅和石棉纸。
本发明的有益效果是：
(1)将加热纸使用在外装配电堆中，充分发挥两者在激活方面的优势。
(2)优化单体电池配比，在保证安全的前提下使用最少的活性物质，使单体电池更薄，有利于快速激活。
(3)加热纸中加入氧化铅，燃速可达500cm/s～600cm/s，有利于电堆快速激活。
附图说明
图1为本发明涉及的电堆输出示意图；
图2为电堆结构组成示意图；
图3为集流片组件结构组成示意图；
图4为集流片与集流条连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提供一种可快速激活电堆，包括端板1、缓冲片2、正极引流条3、单体电池4、集流片组件5、负极引流条6。这些元件层叠放置成电堆。
所述电堆外装配时，在装配工装内放上端板、缓冲片、正极引流条，然后1个单体电池—1个集流片组件依次放置直至放完m个单体电池、m-1个集流片组件。然后放置负极引流条，紧接着1个单体电池—1个集流片组件一次放置直至放完n个单体电池、n-1个集流片组件。之后放上正极引流条、缓冲片、端板。借助工装将电堆固定后，把两个正极引流条连在一起，形成一个并联电堆，输出一组电压。
所述单体电池压制成圆片状，厚度为0.86mm～1.06mm，兼顾快速激活和工作可靠性考虑，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＝1:2.8～3.2:1.8～2.2。
所述集流片组件，包括集流片501、集流条502、加热纸503。2个圆片状金属集流片，用1条集流条储能焊连接，其中1个集流片上再多焊接1条集流条。加热纸包在2集流片之间，集流条将其固定。
所述加热纸，由造纸机造纸后经机床冲压成圆片状，造纸时质量配比为氯化钡：铬酸钾：锆粉：氧化铅：石棉纸＝11:8:13:16:3。
如图2所示，本发明的实施例给出一种热电池用可快速激活电堆，包括端板端板1、缓冲片2、正极引流条3、单体电池4、集流片组件5、负极引流条6。
将1个端板、数个缓冲片叠层放置，然后放上正极引流条，接下来放1个单体电池--1个集流片组件循环直至放完m个单体电池、m-1个集流片组件；接下来是负极引流条，然后放1个单体电池--1个集流片组件循环直至放完n个单体电池、n-1个集流片组件。之后放上正极引流条、缓冲片、端板。借助工装将电堆固定后，把两个正极引流条连在一起，形成一个并联电堆，输出一组电压。
某热电池需要工作电压28V～30V，44mA/cm2的电流密度下激活，在215ms时刻，承受1991mA/cm2的电流密度。使用该实例电堆，激活时间在110ms～155ms；在215ms时刻，承受1991mA/cm2的电流密度时，工作电压在28V以上。

Claims (3)

1.一种热电池用可快速激活电堆，包括端板、缓冲片、正极引流条、单体电池、集流片组件和负极引流条，其特征在于：在两个端版之间依次设置缓冲片、正极引流条、负极引流条、正极引流条和缓冲片；所述的正极引流条和负极引流条之间设置若干单体电池，相邻单体电池之间设置集流片组件，所述的端板、缓冲片、正极引流条、单体电池、集流片组件和负极引流条层叠放置，形成电堆；所述的集流片组件包括集流片、集流条和加热纸；2个集流片之间采用集流条平行固定1个加热纸。
2.根据权利要求1所述的热电池用可快速激活电堆，其特征在于：所述的单体电池压制成圆片状，厚度为0.86mm～1.06mm，其组份包括质量比为1:(2.8～3.2):(1.8～2.2)的锂硅合金、氯化锂-氯化钾二元电解质和二硫化铁正极。
3.根据权利要求1所述的热电池用可快速激活电堆，其特征在于：所述的加热纸冲压成圆片状，其组份包括质量比为11:8:13:16:3的氯化钡、铬酸钾、锆粉、氧化铅和石棉纸。
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CN109837806A (zh) * 2019-03-19 2019-06-04 贵州梅岭电源有限公司 一种提升引燃纸制备安全性的方法
CN111029519A (zh) * 2019-12-10 2020-04-17 北方特种能源集团有限公司西安庆华公司 一种热电池用集流片设计方法

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CN204102995U (zh) * 2014-09-22 2015-01-14 上海空间电源研究所 一种热电池电堆

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