[发明专利]一种抗高过载、耐高自旋、高容量单体电池

说明书

本发明提供了一种抗高过载、耐高自旋、高容量单体电池，将镍方孔网、石墨片、正极粉、隔离粉、负极片和集流片依次紧密层叠；隔离粉和负极片外圈被阻流环包围并压实；阻流环由氧化镁和石棉按照2：1的质量比混合打浆后冲制成环状；隔离粉是质量比为1:1～1:1.5的LiCl‑LiBr‑LiF三元共熔物与氧化镁混合物，加压形成厚度为0.4～0.6mm的隔离层；正极粉是质量比为1:1的CoS₂与FeS₂混合物，正极粉内还添加正极粉质量15～18％的隔离粉和2～5％的氧化锂。本发明具有抗苛刻环境能力强、电压输出稳定、高比能量的技术特点，满足了当前对热电池抗过载、抗自旋且能长时间工作的需求。

技术领域

本发明属于火工品及武器系统电源技术领域，涉及一种火工品热电池。

背景技术

目前热电池需能经受8000～13000g的过载，耐受40～100rps的旋转，且需要长时间工作，这对热电池抗力学性能及容量方面的要求很高。

以往热电池在抗高过载、抗高旋转方面主要的设计为组成单体电池的三种粉料均加阻流环，但是这种结构存在以下弊病：

1.热电池工作时内部温度超过500℃，热电池内部加热瞬间，部分正极活性物质受热发生分解，造成正极活性物质利用率降低，从而制约热电池容量，热电池工作时间将会缩短。

2.隔离粉内共熔物与流动抑制剂所占比例对热电池工作过程中内阻有极大影响，影响热电池工作时间和工作可靠性，当隔离粉中流动抑制剂比例较小时，热电池工作时内阻相对较小，但在高温下易流动，特别是在受到高过载和高自旋作用下，电解质易从阻流环溢出，热电池电堆易发生短路，造成电压不平稳，甚至有安全隐患。

3.单体电池主要包括负极、隔离粉、正极粉三层，在电堆装配时集流片、单体电池、加热片按照一定顺序分层装配，集流片位于铁加热片与负极之间，由于集流片厚度较薄，只有0.05mm，装配前只能通过人工清点，装入电堆后无法拿肉眼检测，有装配出错的可能性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种耐高过载、抗高自旋、高比能量的热电池单体电池，具有抗苛刻环境能力强、电压输出稳定、高比能量的技术特点，满足了当前对热电池抗过载、抗自旋且能长时间工作的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗高过载、耐高自旋、高容量单体电池，包括阻流环、镍方孔网、石墨片、集流片、负极片、隔离粉和正极粉。

所述的镍方孔网、石墨片、正极粉、隔离粉、负极片和集流片依次紧密层叠；所述的隔离粉和负极片外圈被阻流环包围并压实；所述的阻流环由氧化镁和石棉按照2：1的质量比混合打浆后冲制成环状；所述的隔离粉是质量比为1:1～1:1.5的LiCl-LiBr-LiF三元共熔物与氧化镁混合物，加压形成厚度为0.4～0.6mm的隔离层；所述的正极粉是质量比为1:1的CoS₂与FeS₂混合物，正极粉内还添加正极粉质量15～18％的隔离粉和2～5％的氧化锂。

本发明的有益效果是：

(一)单体电池负极片和隔离层外层均有阻流环，并经油压机压实，阻流环内作为流动抑制剂的轻质氧化镁受强压变致密，网孔减小，可有效抑制单体电池在放电过程中负极和隔离粉向电堆外侧流动。

(二)在保证单体电池容量前提下，适当增加隔离粉内活性氧化镁的质量比，并在设计时保证隔离层厚度，热电池工作时，隔离粉为熔融状态，在受到高过载和高自旋时，氧化镁抑制共熔物的流动，使隔离层不产生薄弱环节，不会造成单体电池正负极之间发生短路。