一种大功率放电的锂氟化碳电池系统的制作方法

1.本发明涉及复合电源技术领域，尤其涉及1.一种大功率放电的锂氟化碳电池系统。


背景技术：

2.锌银蓄电池具有功率特性好、安全性好等优点，但由于电解液是水系，无法在0℃以下工作，为了满足0℃以下工作，需要设计加热系统，这无疑增加了电池的重量，造成资源的浪费。
3.锂氟化碳电池具有较高的比能量，达到2180wh/kg，是目前锂原电池中理论比能量最高的体系，其工作电压高，稳定在2.5v以上，便于在使用过程中进行串联，且氟化碳正极材料化学和物理性质稳定，使得电池具有长的贮存寿命和较好的高温性能，已经成为目前一次电池的研究热点，受到越来越多的关注，但是，锂氟化碳电池存在大功率放电性能差、单体电池鼓胀导致电池组变形等问题。
4.因此，上述两种电池的应用受到限制，不能满足武器装备对高性能电源的配套需求。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，既能够解决锌银蓄电池0℃以下不能工作的问题，又能够解决锂氟化碳电池鼓胀、大功率性能差、热累计引发热失控的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，包括n个相互串联的锌银蓄电池单体形成的锌银蓄电池组、以及n-1个相互串联的锂氟化碳电池单体形成的锂氟化碳电池组，其中n为整数，且n≥2；两个相邻的锌银蓄电池单体设置有一个锂氟化碳电池单体；锌银蓄电池组总正极通过接触器输出端与电连接器的输出正极连接；锌银蓄电池组总负极通过二极管与电连接器的输出负极连接；锂氟化碳电池组总正极通过控制开关分别与接触器的激活端和连接器的输出正极连接；锂氟化碳电池组总负极经过二极管分别与接触器的激活端和连接器的输出正极连接。
7.优选的，所述锌银蓄电池组的工作电压(2.4n～4n)v，其中n为整数，且n≥2。
8.优选的，锂氟化碳电池组的工作电压[2(n-1)～4(n-1)]v，其中n为整数，且n≥2。
[0009]
优选的，在锌银蓄电池组总负极与连接器之间连接有二极管。二极管用于隔离锌银蓄电池和锂氟化碳电池，防止相互之间充电，
[0010]
优选的，锌银蓄电池和锂氟化碳电池的组合电源还包括外壳，所述锌银蓄电池组和锂氟化碳电池组安装在外壳的内腔底壁上，所述接触器、控制开关以及电连接器安装在外壳的内腔侧壁上。
[0011]
优选的，锌银蓄电池单体的厚度≥10mm。锂氟化碳电池单体置于两个锌银蓄电池单体之间，保证锌银蓄电池单体厚度≥10mm时，可以有效地紧固住锂氟化碳电池单体，抑制
锂氟化碳电池单体鼓胀。
[0012]
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
[0013]
(1)在本发明中，系统在大功率放电时主要由锌银蓄电池供电，提供持续时间不小于10min以上的大功率放电，在稳态小功率放电时由锂氟化碳电池组供电，同时锂氟化碳电池组产生的热量，用于给锌银蓄电池加热，使锌银蓄电池一直处于0℃以上的环境中，组合电源既实现了锌银蓄电池0℃以下工作的目标，又实现了锂氟化碳电池组大功率放电的目标，同时解决了锂氟化碳电池单体鼓胀、热累计引发热失控的问题。
[0014]
(2)在本发明中，两个相邻的锌银蓄电池单体设置有一个锂氟化碳电池单体，锂氟化碳电池将产生的热量缓慢的传递给锌银电池，既节约了锌银电池加热所需的重量既带来的成本，又提高了锌银电池的低温环境适应性，同时又将锂氟化碳电池产生的热量带走，解决了锂氟化碳电池组热累计引发热失控的问题。
[0015]
(3)在本发明中，锌银蓄电池组输出端设计有接触器，锂氟化碳电池组输出端之间设置有控制开关，在没有大功率放电时，接触器处于断开状态，锌银蓄电池不对外供电；在有大功率输出要求时，控制开关打开，接触器闭合，锌银蓄电池对外大功率输出，大功率输出结束后，断开控制开关，切断锌银蓄电池对外输出线路，如此循环n次。
[0016]
(4)本发明提供的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，将锌银蓄电池工作温度拓宽到-40℃，提高了锂氟化碳电池组的大功率输出能力，解决了锂氟化碳电池单体鼓胀、热累计引发热失控的问题。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0018]
图1为本发明所提供的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统的结构示意图；
[0019]
图2为本发明所提供的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统的电路图；
[0020]
附图标号说明：1、锌银蓄电池单体；2、锂氟化碳电池单体；3、二极管；4、接触器；5、电连接器；6、外壳；7、控制开关；8、锌银蓄电池组总正极；9、锌银蓄电池组总负极；10、锂氟化碳电池组总正极；11、氟化碳电池组总负极。
具体实施方式
[0021]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0023]
结合附图所示，一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，包括n个相互串联的锌银蓄
电池单体1形成的锌银蓄电池组、以及n-1个相互串联的锂氟化碳电池单体2形成的锂氟化碳电池组，其中n为整数，且n≥2；两个相邻的锌银蓄电池单体1设置有一个锂氟化碳电池单体2；锌银蓄电池组总正极8通过接触器4与电连接器5的输出正极连接；锌银蓄电池组总负极9通过二极管3与电连接器5的输出负极连接；锂氟化碳电池组总正极10通过控制开关7分别与接触器4的激活端和连接器5的输出正极连接；锂氟化碳电池组总负极11分别与接触器4激活端和连接器5的输出负极连接。
[0024]
在本实施中，所述锌银蓄电池组的工作电压(2.4n～4n)v，其中n为整数，且n≥2。锂氟化碳电池组的工作电压[2(n-1)～4(n-1)]v，其中n为整数，且n≥2。组合电源工作电压为[2(n-1)～4(n-1)]v，其中n为整数，且n≥2。
[0025]
在本实施中，在锌银蓄电池组总负极9与连接器5之间连接有二极管3。二极管3用于隔离锌银蓄电池和锂氟化碳电池，防止相互之间充电，
[0026]
该锂氟化碳电池系统还包括外壳6，所述锌银蓄电池组和锂氟化碳电池组安装在外壳6的内腔底壁上，所述接触器4、控制开关7以及电连接器5安装在外壳6的内腔侧壁上。
[0027]
在本实施例中，锌银蓄电池单体1的厚度≥10mm。锂氟化碳电池单体2置于两个锌银蓄电池单体1之间，保证锌银蓄电池单体1厚度≥10mm时，可以有效地紧固住锂氟化碳电池单体2，抑制锂氟化碳电池单体2鼓胀。
[0028]
本发明所提供的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统的原理为：
[0029]
本发明将锌银蓄电池组和锂氟化碳电池组集成设计，并采用二极管3进行隔离，锂氟化碳电池既可以用于激活接触器4，使锌银蓄电池对外大功率供电，也可以提供稳态长时间小功率供电，还可以将产生的热量用于给锌银蓄电池加热，提高锌银蓄电池的环境适应性；此外，锌银蓄电池既可以用于提供稳态持续时间不小于10min以上的大功率供电，又可以用于吸收锂氟化碳电池组产生的热量，降低锂氟化碳电池组的温度，避免锂氟化碳电池组热累计引发热失控的问题。二极管3用于隔离锌银蓄电池和锂氟化碳电池组，防止相互之间充电，接触器4用于锂氟化碳电池组给锌银蓄电池接通放电回路的信号，一旦控制开关7接通，接触器4通电，锌银蓄电池即可对外大功率放电，不需要大功率输出时，断开接触器与锂氟化碳电池组之间的控制开关即可，需要大功率输出时只需要闭合控制开关激活接触器，锌银蓄电池即可对外大功率供电。
[0030]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，包括n个相互串联的锌银蓄电池单体(1)形成的锌银蓄电池组、以及n-1个相互串联的锂氟化碳电池单体(2)形成的锂氟化碳电池组，其中n为整数，且n≥2；两个相邻的锌银蓄电池单体(1)设置有一个锂氟化碳电池单体(2)；锌银蓄电池组总正极(8)通过接触器(4)输出端与电连接器(5)的输出正极连接；锌银蓄电池组总负极(9)通过二极管(3)与电连接器(5)的输出负极连接；锂氟化碳电池组总正极(10)通过控制开关(7)分别与接触器(4)的激活端和连接器输出正极连接；锂氟化碳电池组总负极(11)通过二极管(3)分别与接触器(4)的激活端和电连接器(5)的输出负极连接。2.如权利要求1所述的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，所述锌银蓄电池组的工作电压(2.4n～4n)v，其中n为整数，且n≥2。3.如权利要求1所述的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，锂氟化碳电池组的工作电压[2(n-1)～4(n-1)]v，其中n为整数，且n≥2。4.如权利要求1所述的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，在锌银蓄电池组总负极(9)与连接器(5)之间连接有二极管(3)。5.如权利要求1所述的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，还包括外壳(6)，所述锌银蓄电池组和锂氟化碳电池组安装在外壳(6)的内腔底壁上，所述接触器(4)、控制开关(7)以及电连接器(5)安装在外壳(6)的内腔侧壁上。6.如权利要求1所述的一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，其特征在于，锌银蓄电池单体(1)的厚度≥10mm。

技术总结
一种大功率放电的锂氟化碳电池系统，包括n个相互串联的锌银蓄电池单体形成的锌银蓄电池组、以及n-1个相互串联的锂氟化碳电池单体形成的锂氟化碳电池组，其中n为整数，且n≥2；两个相邻的锌银蓄电池单体设置有一个锂氟化碳电池单体；锌银蓄电池组总正极通过接触器与电连接器的输出正极连接；锌银蓄电池组总负极通过二极管与电连接器的输出负极连接；锂氟化碳电池组总正极通过控制开关同时与接触器的激活端和连接器输出正连接；锂氟化碳电池组总负极通过二极管同时与接触器的激活端和连接器输出负连接。本发明所提供的电源系统，既实现了锌银蓄电池0℃以下工作的目标，又实现了锂氟化碳电池组大功率放电的目标，同时解决了锂氟化碳电池单体鼓胀、热累计引发热失控的问题。题。题。


技术研发人员：张红梅 艾忠焰 王开琼 王京亮 甘潦 杨中发 王庆杰 袁再芳
受保护的技术使用者：贵州梅岭电源有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/25