一种全密封过载激活热电池及其装配方法与流程

本发明属于热电池技术领域，尤其涉及一种全密封过载激活热电池及其装配方法。

背景技术：

一般过载激活热电池其激活方式为，过载激活器和发火火帽是分离状态，发火火帽通过过盈配合及胶液固定安装在电池盖或电池底上，过载激活器通过电池上安装结构安装在热电池外，过载器的击针对准电池上的发火火帽，电池在受到过载力的作用下，过载激活器将击针瞬间激发撞击发火火帽，发火火帽因撞击生热产生火焰，火焰通过导向通道进入电池堆，进而引燃电池堆中的加热系统加热电池堆，使热电池进入工作状态，对外进行供电。

目前热电池存在的问题：(1)该种过载激活热电池的过载激活器和发火火帽是分体式安装，而且发火火帽的安装固定是通过过盈配合及加涂胶液的方式固定在电池盖或电池底上，不能保证热电池整体的密封性；(2)该种安装方式对于激活前电池的密封性难100％保证，同时随着电池的长期储存，会存在胶液的老化，从而有可能会导致电池的密封性下降，影响电池的放电性能；(3)该种激活方式在电池火帽被激活后会出现火帽被击穿孔的情况，使电池不能密封，导致内部高温气体会迅速泄露，带走部分热量，造成电池工作时间缩短；(4)一般的全密封针刺激活热电池，该热电池要靠外部施加外力作用在标号为7的下火药室，激发下火药室后产生力，在无法输入电信号或外作用力情况下，该热电池不能正常工作。

目前，关于热电池相关的文献有见报道，但都不能解决上述问题，例如：专利申请cn201820041285.7，公开了一种小体积、高强度、低表面温度的过载激活热电池外结构体，柱状外壳体沿轴向开有引出线出线槽和相互连通的单元热电池定位孔及激活装置定位孔；外壳体两端固连上下压板；上压板对应单元热电池定位孔开有通孔；下压板开有单元热电池限位槽和激活装置限位槽；单元热电池通过环状支撑座安装在单元热电池限位槽中，确保单元热电池不接触外壳体，单元热电池限位槽底部开有若干热电池排气孔；上压板通过止旋销在电池舱内周向限位。本实用新型具有体积小、强度高、表面温度低等特点。该专利解决了过载激活热电池的过载激活器和发火火帽是分体式安装、需占用较大的空间以及热电池的热寿命短的问题，但是未能彻底解决热电池生产过程中漏率难控制以及由于长期储存过程会出现的漏率下降的问题。

专利申请cn201721747090.6，公开了一种高过载式机械激活热电池，包括热电池的筒体和封接在筒体端部的电池盖，电池盖上设置有连通筒体内的d6乙底火，过载激活器通过三个螺钉固定连接到电池盖上，过载激活器的撞针正对d6乙底火。本实用新型在热电池上安装机械式过载激活器，通过激活器上的撞针撞击热电池上的d6乙底火，实现热电池的激活，电池无需外部机械激活机构，依靠激活器内部安装的剪切销诱发撞针运动，以很小的行程激活热电池；操作简单，可靠性高，装配方便，激活器能承载一定量级的冲击、跌落和过载要求，非常适合火箭弹的灵活性机动性的需要。该专利能够达到操作简单、装配方便、激活可靠性的优点，但是未能实现全密封，也未能彻底解决热电池生产过程中漏率难控制和储存过程会出现的漏率下降等问题。

因此，研制出一种全密封过载激活热电池尤为重要。

技术实现要素：

本发明为解决以往过载激活热电池在生产过程、长期存储和激活放电时电池的密封性不能100％保证等问题，提供了一种零部件制造简单、电池装配简便的全密封过载激活热电池及其装配方法，这种激活机构能有效激活热电池，并保证热电池在激活前、后100％处于一个全密封状态，保证电池的可靠性。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种全密封过载激活热电池，包括电池堆组件和电池筒体，所述电池堆组件设有电池盖，所述电池盖的一面设置有隔热块和过载激活器，另一面设有输出接线柱；所述过载激活器通过刚性连接件固定安装在电池盖上，所述电池盖、隔热块、过载激活器、电池堆、刚性连接件和输出接线柱一起构成电池堆组件；所述电池筒体包括电池壳和电池底，所述电池底焊接在电池壳一端形成带有空腔的电池筒体；所述电池壳和电池盖连接。

进一步地，所述过载激活器与电池盖之间是通过刚性连接件进行固定板安装，保证过载激活器与电池盖之间为刚性连接。

进一步地，所述过载激活器是将过载激活装置和发火火帽集成为一体的整体。

进一步地，所述过载激活器的过载量级能覆盖3000g～20000g。

进一步地，所述隔热块与电池盖和电池堆固定连接。

进一步地，所述电池堆组件的高度与电池筒体的深度相等。

进一步地，所述刚性连接件为螺纹。

进一步地，所述电池盖的材料为不锈钢、钛合金或铝合金。

进一步地，所述电池壳和电池盖之间通过焊接连接。

进一步地，一种如上述所述的全密封过载激活热电池的装配方法，包括以下步骤：

①电池筒体的安装：将电池底焊接在电池壳的一端形成带有空腔的电池筒体；

②电池堆组件的安装：在电池盖正面设置有输出接线柱，通过刚性连接件将过载激活器固定在电池盖输出接线柱的反面，然后采用钢带依次将隔热块和电池堆固定板紧压固定安装在所述电池盖上，形成电池堆组件；

③将步骤②的电池堆组件装配到步骤①的电池筒体的腔体中，采用焊接方式将电池盖与电池壳连接处焊接上，使热电池形成密封体，获得所述全密封过载激活热电池。

本申请全密封过载激活热电池的工作原理：本申请全密封过载激活热电池在受到过载力作用下，通过刚性刚性连接件将力传递到过载激活器上，过载激活器在受到传递过来的过载力作用下将激活器中的击针激发撞击其发火部位，最终使过载激活器发出火焰，火焰在唯一的引火通道引导下作用在电池堆中的烟火装置上，从而点燃烟火装置，进而点燃电池堆中的加热片，使整个电池堆在数秒内温度升高到近1000℃，将正负极片间的隔膜由固态变成熔融态，使正负极片间能进行电子迁移，最终建立电压，最后通过电池盖上的输出接线柱对外进行电能输出。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请采用了过载激活装置和发火火帽集成为一体的过载激活器，该过载激活器是通过螺纹或其他机械接口的刚性连接件固定连接在电池盖的内侧上，在装配电池时将其安装在电池壳的内部，当电池受到过载力时过载激活器中的撞针直接撞击发火部位，使发火部位产生火焰，火焰通过定向通道到达电池堆中引燃加热系统，使热电池开始正常工作对外输出电能。同时采用机械连接固定过载激活器能防止连接存在缓冲，导致电池在受过载力时传递到过载激活器上时过载力而被削弱。由于一体过载激活器是安装在电池内部，激活过程全部在电池内部发生，电池外部处于完全密封状态，从而保证电池在一个密封状态下工作。

(2)本申请过载激活热电池能在激活前或激活后保证该种热电池密封性100％完好，防止因热电池密封性下降影响电池电性能的输出，彻底解决了热电池生产过程中漏率难控制和由于长期储存可能会出现的漏率下降的问题，并能为电池节省一定体积空间，提升电池的比能量。

(3)本申请保证过载激活热电池在激活前、激活后100％处于一个全密封的状态，热电池在受到过载力作用下，过载激活器工作激活热电池后，热电池依然保持全密封状态，解决了过载激活热电池因漏率不能100％保证，而导致电池激活前活性物质减低和激活后高温气体泄露带走热量，最终影响电池电性能输出等问题；且装配工艺简单、操作简便，能有效确保电池的漏率难控制问题，提高了电池的可靠性，可以广泛应用于过载激活热电池。

(4)本申请的全密封过载激活热电池，其激活方法是热电池在受过载力的情况下，激活器靠受过载力作用下，激发撞针撞击发火装置进而激活热电池，能保证在无法输入电信号或外作用力情况下，热电池能正常工作，该种热电池在电池外部见不到任何的火帽装置，只有热电池电能输出接线柱、电池壳，其热电池结构件简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请热电池的结构示意图；

图2为本申请电池堆组件的结构示意图；

图3为本申请过载激活器安装在电池盖上的结构示意图；

图4为本申请电池筒体的结构示意图。

附图中：1-电池盖，2-隔热块，3-电池壳，4-过载激活器，5-电池堆，6-电池底，7-刚性连接件，8-输出接线柱。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，一种全密封过载激活热电池，包括电池堆组件和电池筒体，所述电池堆组件设有电池盖1，所述电池盖1的一面设置有隔热块2和过载激活器4，另一面设有输出接线柱8；所述过载激活器4通过刚性连接件7固定安装在电池盖1上，所述电池盖1、隔热块2、过载激活器4、电池堆5、刚性连接件7和输出接线柱8一起构成电池堆组件；所述电池筒体包括电池壳3和电池底6，所述电池底6焊接在电池壳3一端形成带有空腔的电池筒体；所述电池壳3和电池盖1连接。

所述过载激活器4与电池盖1之间是通过刚性连接件7进行固定板安装，保证过载激活器4与电池盖1之间为刚性连接。

所述过载激活器4是将过载激活装置和发火火帽集成为一体的整体。

所述过载激活器4的过载量级能覆盖3000g～20000g。

所述隔热块2与电池盖1和电池堆5固定连接。

所述电池堆组件的高度与电池筒体的深度相等。

所述刚性连接件7为螺纹。

所述电池盖1的材料为不锈钢、钛合金或铝合金。

所述电池壳3和电池盖1之间通过焊接连接。

一种如上述所述的全密封过载激活热电池的装配方法，包括以下步骤：

①电池筒体的安装：将电池底6焊接在电池壳3的一端形成带有空腔的电池筒体；

②电池堆组件的安装：在电池盖1正面设置有输出接线柱8，通过刚性连接件7将过载激活器4固定在电池盖1输出接线柱的反面，然后采用钢带依次将隔热块2和电池堆5固定板紧压固定安装在所述电池盖1上，形成电池堆组件；

③将步骤②的电池堆组件装配到步骤①的电池筒体的腔体中，采用焊接方式将电池盖1与电池壳3连接处焊接上，使热电池形成密封体，获得所述全密封过载激活热电池。

实施例2

与实施例1不同之处在于：所述刚性连接件7为螺纹，其他条件不变。

实施例3

与实施例1不同之处在于：所述电池盖1的材料为钛合金，其他条件不变。

实施例4

与实施例1不同之处在于：所述电池盖1的材料为铝合金，其他条件不变。

实施例5

与实施例1不同之处在于：所述过载激活器4的过载量级能覆盖3000g，其他条件不变。

实施例6

与实施例1不同之处在于：所述过载激活器4的过载量级能覆盖20000g，其他条件不变。

实施例7

与实施例1不同之处在于：所述过载激活器4的过载量级能覆盖11000g，其他条件不变。

实施例1～7制得的全密封过载激活热电池工作原理：全密封过载激活热电池在受到过载力作用下，通过刚性刚性连接件7将力传递到过载激活器4上，过载激活器4在受到传递过来的过载力作用下将激活器中的击针激发撞击其发火部位，最终使过载激活器发出明火，火焰在唯一的引火通道引导下作用在电池堆5中的烟火装置上，从而点燃烟火装置，进而点燃电池堆5中的加热片，使整个电池堆5在数秒内温度升高到近1000℃，将正负极片间的隔膜由固态变成熔融态，使正负极片间能进行电子迁移，最终建立电压，最后通过电池盖上的输出接线柱8对外进行电能输出。

对比例1

按照专利申请cn201820041285.7中的实施例进行。

对比例2

按照专利申请cn201721747090.6中的实施例进行。

本申请发明人将实施例1～7和对比例1～2方法制得的热电池应用于实际生产中，发现对比例1能够将热电池、激活装置的高度集成于一体，在使用过程中需占用的空间较小，表面温度较低；对比例2能够达到操作简单、装配方便、激活可靠性的优点，但是未能实现全密封，也未能彻底解决热电池生产过程中漏率难控制和储存过程会出现的漏率下降等问题；而本申请实施例1～7均未出现以上问题，且能够实现全密封，热电池可靠性高，彻底解决了热电池生产过程中漏率难控制和由于长期储存可能会出现的漏率下降的问题。

综上所述，本申请过载激活热电池能在激活前或激活后保证该种热电池密封性100％完好，防止因热电池密封性下降影响电池电性能的输出，彻底解决了热电池生产过程中漏率难控制和由于长期储存可能会出现的漏率下降的问题，并能为电池节省一定体积空间，提升电池的比能量。本申请保证过载激活热电池在激活前、激活后100％处于一个全密封的状态，能有效确保热电池的一致性和可靠性，且零部件制造简单、电池装配简便，可以广泛应用于过载激活热电池。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。