CN205231140U - 一种超高压热电池电池堆紧固组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高压热电池电池堆紧固组件，包括两段金属带，两段金属带之间通过非金属板连接。本实用新型将紧固件中间部位材料采用绝缘耐高温非金属材料，避免了高压单元热电池电池堆紧固件横跨电池堆所带来的正、负极之间的电容效应，降低了高压单元热电池在激活后因紧固件跨电堆而出现电弧放电故障的可能，从而提高了高压单元热电池的安全性和可靠性。

Description

一种超高压热电池电池堆紧固组件

技术领域

本实用新型涉及一种超高压热电池电池堆紧固组件，特别是电堆紧固组件的结构。

背景技术

热电池是热激活储备电池，它是以熔盐作电解质，利用热源使其熔化而激活的一次性储备电池，工作时内部温度在450℃～550℃。由于它内阻小具有很高的比能量和比功率、使用环境温度宽、贮存时间长、激活迅速可靠、结构紧凑、使用时无方向性不受安装方位的影响、具有良好的力学性能、不需要维护等优点，一问世就受到军界的青睐，发展成为导弹、核武器、火炮、弹射椅、黑匣子等现代化武器和应急系统的理想电源。

在军事对抗激烈的今天，拦截与反拦截、跟踪与反跟踪日益成为当今战争的一大主题。在我国国防科技工业技术发展中，许多新概念武器不断出现，许多新技术装备不断发展，弹上伺服机构也经历了燃气液压伺服、低电压电动伺服，到目前的高电压电动伺服的发展过程，相应的，热电池的工作电压也从最初的28V提高到56V,96V,150V,300V，甚至450V以上，随着热电池工作电压的提高对热电池内部的绝缘设计也提出来越来越高的要求。由于热电池本身特性，在工作过程中电池内部温度高达500℃以上，在高温状态下，单元内部的绝缘介质的绝缘性下降，常出现单元电池击穿、短路等现象，热电池不但无法完成工作任务，还存在严重的安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：（1）非金属材料柔韧性差，不能弯折，因此很难与金属材质的上下固定板连接固定；（2）即使与金属材质的上下固定板连接固定成功，在电池堆装配时，紧固条两端与上下固定板连接部位也很容易破裂，引起电池堆变形而失效。

本实用新型的技术方案是：一种超高压热电池电池堆紧固组件，包括两段金属带，两段金属带之间通过非金属板连接。采用耐高温绝缘材料（非金属板）用于紧固件中间部位，隔断高压热电池电池堆紧固件的导通性，进而消除电池堆正、负极之间因金属紧固件所带来的电容效应，从而提高超高压单元热电池的安全性及可靠性。

金属带与非金属板之间通过铆钉铆接。

金属带为钢带或钛合金带，非金属带为环氧层压板或聚醚醚酮板。

两段金属带分别与上固定板和下固定板相连。

在应用时，本实用新型的组件使用数量最少为两根，也可以根据电池直径大小使用三根或者四根。

例如，选择钢带作为金属带，环氧层压板作为非金属板，通过采用层压板（条）桥接的方式将钢带连接在一起，这样既保证了上、下固定板与钢带原有的连接方式，在一定程度上保证了钢带原有的结构强度，保证电池堆不会变形，又从根本上切断了电池堆两端高压与上、下固定板、钢带之间形成放电回路的路径，避免了高压热电池电弧放电产生的可能，提高了高压热电池的安全性。

本实用新型与现有技术相比，既在一定程度上保证了钢带原有的结构强度，又从根本上切断了电池堆两端高压与上、下固定板、钢带之间形成放电回路的路径，能够满足高压热电池安全性的使用要求。

附图说明

图1为常规紧固电池堆组件的电池堆原理图；

图2为本实用新型电池堆组件的电池堆原理图；

图3为常规电池堆紧固组；

图4为本实用新型的电池堆紧固组；

图5为本实用新型电池堆示意图；

图中，1-钢带，2-上固定板，3-绝缘，4-极片，5-下固定板，6-非金属板，7-铆钉，8-云母条，9-点火回路。

具体实施方式

如图5所示，为某热电池电池堆的电路示意图，某热电池的工作电压150V，采用LiSi/FeS2体系设计，每个单体电池电压约为2.0V，计算的单体电池数量为150V/（2.00V/片）=75片，则单元热电池的电池堆设计方式采用（75）个单体串联组成，采用本实用新型的电池堆紧固组件装配。

图3为传统的钢带连接紧固组件，图4为本实用新型的技术方案，首先将紧固电池堆的钢带从中间截断，中间采用非金属绝缘材料把两段钢带桥接在一起具体做法如下：（1）首先将钢带1在距离下固定板5高约40mm处一分为两段；（2）其次在两端钢带1分开处两端各打两个Φ2.5mm的孔（孔距约10mm）；（3）然后采用4颗M2.5的铆钉将尺寸为80mm×10mm×1mm的环氧层压板把两段钢带桥接在一起，即制作出新型的电池堆紧固组件，常规与新型电池堆紧固组件对比图见图1和图2，图中，1为钢带，2为上固定板，3为绝缘，4为极片，5为下固定板，6为非金属板，7为铆钉，8为云母条，9为点火回路。

采用传统的钢带连接紧固组件装配的高压热电池，电池被激活后开始建压正常，但在激活的瞬间（小于1s）工作电压曲线产生大幅度的波动，工作电压从激活开始的约135V降到约70V，电池失效。

高压热电池采用新型电池堆紧固组件进行电池堆的装配，其它装配方式和保温绝缘设计均保持不变，单元电池装配完毕后，在高温条件下进行70g（11ms沿轴向3次）的冲击放电试验考核。通过采取新型电池堆紧固组件进行高压热电池的装配，高压热电池工作电压曲线平稳，电池无击穿、短路现象发生。

Claims (4)

1.一种超高压热电池电池堆紧固组件，其特征在于：包括两段金属带，两段金属带之间通过非金属板连接。

2.根据权利要求1所述的一种超高压热电池电池堆紧固组件，其特征在于：金属带与非金属板之间通过铆钉铆接。

3.根据权利要求1所述的一种超高压热电池电池堆紧固组件，其特征在于：金属带为钢带或钛合金带，非金属带为环氧层压板或聚醚醚酮板。

4.根据权利要求1所述的一种超高压热电池电池堆紧固组件，其特征在于：两段金属带分别与上固定板（2）和下固定板（5）相连。