[发明专利]一种直接收集-光电-热电复合式同位素电池及制备方法

权利要求书

1.一种直接收集-光电-热电复合式同位素电池，包括放射源（3）和换能结构，其特征在于：同位素电池为柱状结构，换能结构两端分别装配电池正极（17）与电池负极（10）；换能结构包括金属衬底（2）、真空腔体（4）、透明电荷收集板（5）、光电组件（7）与热电组件（9）；放射源（3）设于柱状金属衬底（2）侧面，透明电荷收集板（5）设在放射源（3）侧面外围且两者之间设置真空腔体（4），电池负极（10）一侧金属衬底（2）、放射源（3）、真空腔体（4）的端面设有耐高温绝热密封垫（1），电池正极（17）一侧放射源（3）、真空腔体（4）、透明电荷收集板（5）的端面设有耐高温绝热密封垫（1）；金属衬底（2）、放射源（3）、真空腔体（4）与透明电荷收集板（5）通过耐高温绝热密封垫（1）形成密封结构；透明电荷收集板（5）外侧面依次紧密装配有第一透明绝缘衬底（6）、光电组件（7）、第二透明绝缘衬底（8）与热电组件（9）；光电组件（7）两端设有第一电学输出电极（14），热电组件（9）两端设有第二电学输出电极（15）；换能结构侧表面及其两端的电池正极（17）、电池负极（10）包覆有缓冲垫（11），缓冲垫（11）外表面设置内封装（12），内封装（12）外表面设置外封装散热层（13），外封装散热层（13）与电池正极（17）、电池负极（10）之间装配有绝缘环（16）。

2.如权利要求1所述的一种直接收集-光电-热电复合式同位素电池；其特征在于：金属衬底（2）、电池正极（17）一侧第一电学输出电极（14）、电池正极（17）一侧第二电学输出电极（15）依次并联接入电池正极（17），透明电荷收集板（5）、电池负极（10）一侧第一电学输出电极（14）、电池负极（10）一侧第二电学输出电极（15）依次并联接入电池负极（10）。

3.如权利要求2所述的一种直接收集-光电-热电复合式同位素电池；其特征在于：放射源（3）是α放射源，由下述材料择其一：²¹⁰Po、Gd²¹⁰Po、²¹⁰Po(RE)、²¹⁰Po(RE)₃、²³⁵U、²³⁸Pu、²³⁸PuO₂微球、²³⁸PuO₂-Mo陶瓷、²³⁸PuO₂燃料球、²³⁸PuO₂陶瓷、²³⁸Pu-Zr合金、²³⁸Pu-Ga合金、²³⁸Pu-Pt合金、²³⁸Pu-Sc合金、²³⁸PuN、²³⁸PuC、²⁴¹Am、²⁴²Cm、²⁴²Cm₂O₃、²⁴⁴Cm或²⁴⁴Cm₂O₃。

4.如权利要求2所述的一种直接收集-光电-热电复合式同位素电池；其特征在于：放射源（3）是β放射源，由下述材料择其一：Sc³H₂、¹⁴C、³⁵S、⁶³Ni、⁹⁰Sr、⁹⁰Sr/⁹⁰Y、⁹⁰SrTiO₃、¹⁰⁶Ru、¹³⁷Cs、¹³⁷CsCl、¹⁴⁴Ce、¹⁴⁴CeO₂、¹⁴⁷Pm、¹⁴⁷Pm₂O₃或¹⁵¹Sm。