專利名稱：煙火電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙火電池，具體涉及到將電極煙火藥成分的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，特別 是高溫備用一次電源的應(yīng)用，用于在等待狀況下工作，屬于自激反應(yīng)，廣泛用于航天裝置、 推動器、控制系統(tǒng)的啟動電源，還可用于信息系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)等，屬于電池技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
于1994 年申請專利(RU Ns 2018782，F(xiàn)42C 11/00，1994)、(CN 1179018A，1998)、 (US2007292748A1，20. 12. 2007)、(RU 2364989C1, 2009)的煙火電流發(fā)生器(煙火電流源) 代表了這個領(lǐng)域的水平。上述電流發(fā)生器由電池組成，在電池中不導(dǎo)電的多孔隔膜將陰、陽 兩極分開，電極為壓制的裝料。含有煙火裝料的陽極、陰極組成包括可燃劑、氧化劑和隔膜。其中陽極由含有過量 可燃劑的煙火裝料組成，陰極由過量氧化劑組成。為了獲得較好的電流特征，理論上陽極 應(yīng)該由純金屬可燃劑組成，陰極是氧化劑。但是為了保證在燃燒時達(dá)到最大的電化學(xué)放熱 效應(yīng)，陽極應(yīng)含有氧化劑，陰極也應(yīng)含有可燃劑，以便保證它們的燃燒和在燃燒時熔化電解 質(zhì)。點(diǎn)火脈沖激發(fā)了陽極和陰極裝料的同時燃燒，在燃燒時放出的熱量熔化了電解 質(zhì)，電解質(zhì)充填了隔膜的空隙，被熔化的電解質(zhì)保證了在電極間的離子接觸，由于此接觸， 在陽極發(fā)生了可燃劑的氧化(導(dǎo)電金屬)，同時在陰極發(fā)生了氧化劑的還原，即伴隨有電信
號產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種具有較大輸出電壓、快速有效且放電穩(wěn)定的煙火電 池。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的煙火電池，包括電點(diǎn)火頭、外殼、保溫層、絕緣層、絕緣體、電池正極、集流 片、陰極、隔膜、陽極和點(diǎn)火帶；煙火電池的中心位置為電池正極，電池正極為倒T形柱體， 電池正極的下面依次為集流片、陰極、隔膜和陽極，陰極、隔膜和陽極都為中空的圓片；陰 極、隔膜和陽極的中空部分為點(diǎn)火帶；點(diǎn)火帶中插有電點(diǎn)火頭；電池正極的外圍為絕緣體， 在絕緣體、集流片、陰極、隔膜和陽極的外圍包有一層絕緣層；在絕緣層的外圍為一層保溫 層，煙火電池的最外層為外殼，外殼分為上帽和底殼，保溫層的外側(cè)為外殼的底殼，外殼的 上帽罩在外殼的頂端；外殼和電池正極為黃銅；保溫層和絕緣體為聚四氟乙烯材料；絕緣層為陶瓷管； 集流片為80目 200目的薄鎳網(wǎng)；陰極的組成以陰極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為氧化銅 50% 80%
鋁粉5% 25%氟化鋰 5% 35%隔膜的組成以隔膜的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為二氧化鋯 30% 73%氟化鋰 20% 65%石棉2% 10%陽極的組成以陽極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為氧化鐵 10% 45%鋁粉5% 55%鎂粉10% 35%氟化鋰 5% 35%點(diǎn)火帶為圓形模具壓制的柱狀煙火藥組成，以柱狀煙火藥的總質(zhì)量計，其各部分 的質(zhì)量百分含量為鋯10% 60%氧化鐵 30% 78%石棉2% 20%上述的陰極、隔膜和陽極采用壓機(jī)壓制的方法壓制成一定厚度的片狀體，陰極和 陽極的厚度范圍分別為0. 8mm 3. 5mm、0. 5mm 3mm，隔膜的厚度范圍為0. 2mm 0. 6mm。有益效果本發(fā)明的煙火電池中電極數(shù)量越多電流導(dǎo)出的時間越短，放電電壓越高，放電時 間越長，電參數(shù)隨時間降低的速度越慢；電極裝料燃燒生成物電阻較小，這樣通過減小電接 觸變?nèi)醯目赡苄源蟠蟾纳屏藷熁痣姵氐氖褂眯阅?；生產(chǎn)制備工藝簡單，主要步驟如下準(zhǔn)備配料(粉碎、過篩、干燥)、混合組分、壓制 成型、組裝，不需要必需的專門裝備和場地；該煙火電池生產(chǎn)儲存過程十分安全、結(jié)構(gòu)簡單、 成本低、可靠性高、能耐苛刻環(huán)境、儲存時間長。


圖1為煙火電池的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，1-電點(diǎn)火頭，2-外殼，3-保溫層，4-絕緣層，5-絕緣體，6_電池正極，7_集流 片，8-陰極，9-隔膜，10-陽極，11-點(diǎn)火帶。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例煙火電池，如圖1所示，包括電點(diǎn)火頭1、外殼2、保溫層3、絕緣層4、絕緣體5、電池 正極6、集流片7、陰極8、隔膜9、陽極10和點(diǎn)火帶11 ；煙火電池的中心位置為電池正極6， 電池正極6為倒T形柱體，電池正極6的下面依次為集流片7、陰極8、隔膜9和陽極10，陰 極8、隔膜9和陽極10都為中空的圓片；陰極8、隔膜9和陽極10的中空部分為點(diǎn)火帶11 ； 點(diǎn)火帶11中插有電點(diǎn)火頭1 ；電池正極6的外圍為絕緣體5，在絕緣體5、集流片7、陰極8、隔膜9和陽極10的外圍包有一層絕緣層4 ；在絕緣層4的外圍為一層保溫層3，煙火電池的 最外層為外殼2，外殼2分為上帽和底殼，保溫層3的外側(cè)為外殼2的底殼，外殼2的上帽罩 在外殼2的頂端；外殼2和電池正極6為黃銅；保溫層3為陶瓷管；絕緣層4和絕緣體5為聚四氟乙 烯材料；集流片7為100目的薄鎳網(wǎng)；陰極8的組成以陰極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為
氧化銅 60%鋁粉20%氟化鋰20%隔膜9的組成以隔膜的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為二氧化鋯50%氟化鋰石棉5%陽極10的組成以陽極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為氧化鐵35%鋁粉10%鎂粉32%氟化鋰23%點(diǎn)火帶11為圓形模具壓制的柱狀煙火藥組成，以柱狀煙火藥的總質(zhì)量計，其各部 分的質(zhì)量百分含量為鋯28%氧化鐵68%石棉4%上述的陰極8、隔膜9和陽極10采用壓機(jī)壓制的方法壓制成，其中陰極8和陽極 10的厚度分別為2. 3mm,2. 1mm,隔膜9的厚度為0. 4mm,負(fù)載1歐姆電阻時，放電電壓可達(dá) 1.45V，放電時間達(dá)20s以上。煙火電池工作過程將準(zhǔn)備好的陽極10、隔膜9、陰極8和集流片7依次裝入電池 中，兩端擰緊，并將其放在絕緣支架上，煙火電池配備了電子點(diǎn)火器，它借助導(dǎo)線和外部的 激發(fā)電流源連接；電子點(diǎn)火器傳遞激發(fā)電流脈沖，點(diǎn)火器的熱能激發(fā)了電極中心處點(diǎn)火帶 11的點(diǎn)火藥，它們產(chǎn)生的熱量一次性激發(fā)了所有的電極；在這種情況下，隔膜中的電解質(zhì) 熔化，充填了電極裝料燃燒生成物和電池燃燒生成物的空隙；電解質(zhì)的熔化保證了電極的 離子接觸和電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，實(shí)際上產(chǎn)生電流的過程也同時開始，電子沿著外部電路從 陽極，經(jīng)過電流導(dǎo)出端、負(fù)載、第二個電流導(dǎo)出端到陰極。
權(quán)利要求
煙火電池，其特征在于包括電點(diǎn)火頭(1)、外殼(2)、保溫層(3)、絕緣層(4)、絕緣體(5)、電池正極(6)、集流片(7)、陰極(8)、隔膜(9)、陽極(10)和點(diǎn)火帶(11)；煙火電池的中心位置為電池正極(6)，電池正極(6)為倒T形柱體，電池正極(6)的下面依次為集流片(7)、陰極(8)、隔膜(9)和陽極(10)，陰極(8)、隔膜(9)和陽極(10)都為中空的圓片；陰極(8)、隔膜(9)和陽極(10)的中空部分為點(diǎn)火帶(11)；點(diǎn)火帶(11)中插有電點(diǎn)火頭(1)；電池正極(6)的外圍為絕緣體(5)，在絕緣體(5)、集流片(7)、陰極(8)、隔膜(9)和陽極(10)的外圍包有一層絕緣層(4)；在絕緣層(4)的外圍為一層保溫層(3)，煙火電池的最外層為外殼(2)，外殼(2)分為上帽和底殼，保溫層(3)的外側(cè)為外殼(2)的底殼，外殼(2)的上帽罩在外殼(2)的頂端；外殼(2)和電池正極(6)為黃銅；保溫層(3)和絕緣體(5)為聚四氟乙烯材料；絕緣層(4)為陶瓷管；集流片(7)為80目～200目的薄鎳網(wǎng)；陰極(8)的組成以陰極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為氧化銅 50％～80％鋁粉5％～25％氟化鋰 5％～35％隔膜(9)的組成以隔膜的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為二氧化鋯30％～73％氟化鋰 20％～65％石棉2％～10％陽極(10)的組成以陽極的總質(zhì)量計，各部分的質(zhì)量百分含量為氧化鐵 10％～45％鋁粉5％～55％鎂粉10％～35％氟化鋰 5％～35％點(diǎn)火帶(11)為圓形模具壓制的柱狀煙火藥組成，以柱狀煙火藥的總質(zhì)量計，其各部分的質(zhì)量百分含量為鋯 10％～60％氧化鐵 30％～78％石棉2％～20％上述的陰極(8)、隔膜(9)和陽極(10)采用壓機(jī)壓制的方法壓制成一定厚度的片狀體，陰極(8)和陽極(10)的厚度范圍分別為0.8mm～3.5mm、0.5mm～3mm，隔膜(9)的厚度范圍為0.2mm～0.6mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙火電池，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域。包括電點(diǎn)火頭、外殼、保溫層、絕緣層、絕緣體、電池正極、集流片、陰極、隔膜、陽極和點(diǎn)火帶；煙火電池的中心位置為電池正極，電池正極為倒T形柱體，電池正極的下面依次為集流片、陰極、隔膜和陽極，陰極、隔膜和陽極都為中空的圓片；陰極、隔膜和陽極的中空部分為點(diǎn)火帶；點(diǎn)火帶中插有電點(diǎn)火頭；電池正極的外圍為絕緣體，在絕緣體、集流片、陰極、隔膜和陽極的外圍包有一層絕緣層；在絕緣層的外圍為一層保溫層，煙火電池的最外層為外殼。本發(fā)明生產(chǎn)制備工藝簡單，不需要必需的專門裝備和場地；該煙火電池生產(chǎn)儲存過程十分安全、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、能耐苛刻環(huán)境、儲存時間長。
文檔編號H01M6/36GK101847728SQ20101017548
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者杜志明, 楊帥, 趙保國, 趙林雙, 陳霰 申請人:北京理工大學(xué)