[发明专利]一种热电池真空全覆盖式保温结构及其应用

说明书

本发明公开了一种热电池真空全覆盖式保温结构及其应用，保温结构包括电池外壳、电池内壳、反射红外辐射层和电池盖板，电池内壳安装在电池外壳内部正中间，电池外壳环绕电池内壳构成真空保温腔体，反射红外辐射层设于电池外壳的内壁和电池内壳的外壁上；电池内壳外壁的底面和侧面均安装有陶瓷支撑块，陶瓷支撑块分布于电池外壳内壁上的反射红外辐射层与电池内壳外壁上的反射红外辐射层之间；所述保温结构还具有双层结构的盖板，实现了电池电堆上端、下端及外侧的真空全覆盖，能大大提升热电池的整体保温效果，利用所述保温结构制备的热电池具有体积小的特点。

技术领域

本发明涉及热电池应用技术领域，具体涉及一种热电池真空全覆盖式保温结构及其应用。

背景技术

热电池是以共晶熔融盐作为电解质，利用电池自身的加热系统使电解质融化而激活的一次贮备电池，其激活原理通常为采用电点火头引燃内部的引燃纸和加热片，使其在短时间内释放大量热量令电解质由固态变为液态，从而使电解质能进行离子导电，引发正负极发生电化学反应。

热电池工作原理的特殊性决定了其适宜的工作温度区间较窄，要使热电池能较好地工作，对其内部温度有较为严苛的要求，通常须保持在400～520℃之间，高于和低于该温度段热电池均不能发挥最佳性能甚至不能正常工作。上述特点使得热电池的设计难度大大增加，这是因为：一方面，工作温度不能过高，这就要求热电池的初始配热不能太高；另一方面，工作温度不能过低，这就要求热电池必须采取优良的保温措施。

纳米气凝胶材料是目前公开报道的针对热电池最好的多孔型保温材料，其导热系数通常在0.025～0.040W/m/K之间，如国外的Min-K材料、Microtherm保温材料，国内湖南荣岚、上海宥纳等公司的纳米气凝胶材料等都属于该类材料，该类材料的保温性能通常显著优于普通的无机保温棉、保温毡等。虽然纳米气凝胶材料能较好的满足中等寿命热电池的要求，但对长寿命热电池特别是1h以上寿命的热电池而言并不理想，为了达到好的保温效果，通常所需的保温层很厚，相应地体积很大，难以满足热电池对占用空间的要求；另外，单独以纳米气凝胶材料作为保温材料时，由于其传热较快，热电池表面温度会迅速升高，存在着影响热电池周围其它电子元器件工作可靠性的潜在风险。

此外，目前已报道的热电池保温结构的电池盖板区域通常均为非真空设计，因而会出现大量热量从该区域散失的现象，而该区域是散热的最主要区域，散热在总散热中的占比高达约75％以上，电池盖板区域的非真空设计会导致整体保温效果不理想，并且会导致电池表面温度尤其是盖板处温度偏高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电池真空全覆盖式保温结构及其应用，所述保温结构具有双层结构的盖板，实现了电池电堆上端、下端及外侧的真空全覆盖，能大大提升热电池整体的保温效果，利用所述保温结构制备的热电池具有体积小的特点，以解决背景技术中提到的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种热电池真空全覆盖式保温结构，包括电池外壳、电池内壳、反射红外辐射层和电池盖板，所述电池内壳安装在所述电池外壳内部正中间，所述电池外壳环绕所述电池内壳构成真空保温腔体，所述反射红外辐射层设于所述电池外壳的内壁和电池内壳的外壁上，所述电池外壳内壁的底面和侧面均安装有陶瓷支撑块；所述陶瓷支撑块分布于所述电池外壳内壁上的反射红外辐射层与所述电池内壳外壁上的反射红外辐射层之间；

所述电池盖板包括上层盖板和下层盖板，所述下层盖板与所述电池内壳的顶端连接，所述上层盖板通过盖板外侧圆环与所述电池外壳的顶端连接。

本发明无气凝胶保温材料，由于气凝胶材料通常为低密度、高体积的材料，因此大大减小了保温层的总体积，上层盖板和下层盖板之间的区域及电池内壳和电池外壳之间的区域均为真空区域，实现了电池电堆上端、下端、外侧的真空全覆盖，全覆盖式结构与非全覆盖式结构相比，能使通过电池盖板向外散失的热量大幅减小。