[发明专利]一种辐射光伏同位素电池封装结构

说明书

本发明公开了一种辐射光伏同位素电池封装结构，该辐射光伏同位素电池由金属封装外壳、光伏换能器件、辐射发光器件以及电路板和压紧弹簧等组件构成。金属封装下壳包含由玻璃子烧结形成的密封电极，绝缘电极与下电路板上的电路相连，下电路板上焊接光电换能器件和弹簧顶针，下电路板与金属封装下壳烧结一体化；上电路板中间焊接光电换能器件，边缘设置压接台沿，上电路板通过其触点与下电路板上的弹簧顶针压接实现上下电路板电互联；该辐射光伏同位素电池将电池组件模块化设计，可在箱室内通过简易的装配实现压紧、焊封和电互联等制备。

技术领域

本发明涉及同位素电池封装技术领域，尤其涉及一种以辐射光伏同位素电池的立体封装结构。

背景技术

同位素电池是利用同位素的衰变能转换成电能的一种特殊电池，具有结构紧凑、小尺寸、长寿命、可靠性高和免维护等优特点，是植入式微系统、无线传感器节点网络以及深海、深空长期供电的理想电源。目前，同位素电池按转换机制主要分为直接转换和间接转换。其中，辐射光伏间接转换同位素电池因其可靠性高，在微型同位素素电池中具有实际的应用价值。

辐射光伏同位素电池是指利用放射性衰变射线与荧光物质作用产生荧光后再通过光伏转换方式将衰变能转换成电能的装置。虽然辐射光伏同位素电池通过射线致光-光电二次转换，理论转换效率不如直接转换，但辐射光伏同位素电池在衰变致光能量转换过程中通过放射源与发光材料混合等方式提高了射线利用率（最高能达到22~25%），同时光伏转换技术成熟，光电转换效率最高达14%，其实际总转换效率并不比直接转换方式低，实际效率到达2%，并且辐射光伏同位素电池还具有射线不直接与半导体换能器件直接作用而避免半导体器件的辐射损伤，辐射光源技术成熟，形式多样，可满足各种场合需求，因此辐射光伏同位素电池从上世纪50年代就开始了相关的研究。Bower, K. E.等人在《Polymersphosphors and voltaics for radioisotope microbatteries》中总结了基于氚加载的辐射光伏同位素电池提高转换效率的几种方法，包括发为提高光利用率采用发光材料两面覆盖光伏换能器件以及为提高光伏转换效率采用光导聚光等措施。李宣成专利“一种同位素电池”授权号CN204440917U提出了光电转换板贴于导光盒外壁；刘建国专利“同位素β射线辐射荧光发光光伏电池”申请公布号CN106297936A，提出了采用三明治结构的辐射光伏同位素电池，采用薄膜放射源发光材料和光伏转化一体化的方式；赵一英等“一种高效的基于气态放射源的同位素电池” 申请公布号CN105788692A，提出了利用曲面反射发光和透镜聚光等措施提高光电转换效率。上述专利基本是对Bower, K. E.等总结的提高转换效率的具体化。

但是，上述所有的专利除CN105788692A给出了封装结构，其它的均只给出了芯体的原理性描述，对屏蔽壳或保护壳即封装没有具体化。上述电池均由多个组件构成，这些组件在装配制备同位素电池制备过程中，由于涉及放射性操作，在辐射场所许多作业自动化较难以实现，同时采用机械手也无法实现精细化操作（包括组件之间的固定、换能器件之间的电互联等），实际制备过程较难实现。

在电子元件金属封装结构中，下凹式是较为常用。但一般是将芯片固定在底座上，通过单面飞线实现电互联，最后再加盖保护盖。三维立体封装一直是电子元件金属封装的难点。对于金属封装壳内实现非焊接或粘接组件的固定以及电互联，难以实现。

发明内容

为解决同位素电池装配中对非焊接组件的固定，以及实现方便的电互联，本发明提供了一种辐射光伏同位素电池封装结构。通过电池组件的模块化，经简易装配实现电池封装的辐射光伏同位素电池封装结构。