一种贮备电池气液分离式储液激活系统及其装配方法

技术领域

本发明专利属于贮备电池技术领域，具体涉及一种贮备电池气液分离式储液激活系统，以及装配方法。

背景技术

贮备电池是一种电堆活性物质与电解液分开储存，具备独立激活结构，在特定环境下通过激活机构将电解液注入电池堆对外供电的特殊电池系统，锂电池、锌银电池、铅酸电池、锂亚硫酰氯电池等电池体系均可设计成为贮备电池。这类电池在储存阶段，电池活性物质与电解液不接触，既不会发生电池自放电，也无安全隐患，多用于鱼雷、炮弹、导弹等武器装备，因此除对电池电性能有严格要求外，电池的储液激活系统必须高效可靠。

目前贮备电池的激活系统有盘管储液、注液筒储液几种方式，激活方式大多采取气体发生器产生高压气体直接作用于电解液，注入电堆激活电池。

此类激活系统由于气体直接作用于电解液，气液体混合在一起，气流及液流路线难以控制，容易出现管道内部有气柱导致注液不均匀，注液量不够等问题；且气体直接接触液体导致电解液被污染，影响电池的电性能，最终影响电池的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明目的之一是提出一种贮备电池气液分离式储液激活系统，气路与液路完全分离，且气体通过液囊作用于电解液，解决了常规激活系统气液混合造成的电解液污染、注液不可靠等问题，结构简单高效。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种贮备电池气液分离式储液激活系统，包括电解液储存罐、激活阀及气源；所述的电解液储存罐由承压筒和承压筒内存储电解液的液囊组成，承压筒两端中一端的圆周面焊接一导气管，另一端的出口焊接一金属膜片以密封液囊内的电解液；所述的激活阀包括圆筒状激活阀体、连接在激活阀体外的出气管道和出液管道，激活阀体一端固定有阀体堵头，另一端位于金属膜片前方，激活阀体内依次设置有前后排列中空的前活塞体和通过永磁体与前活塞体吸附的后活塞体，前活塞体通过露出阀体堵头的前端部连接进气管道，后活塞体上连接有破模机构，激活阀体的侧壁分别开设有对应出气管道和出液管道的出气口和出液口，出气管道另一端连接导气管；气源产生的气体通过进气管道进入激活阀推动由永磁体吸附固定在前活塞体上的后活塞体，带动破模机构向前运动，刺破金属膜片并露出激活阀体上的出气口，气体经过出气管道和导气管进入承压筒内部挤压液囊，液囊内受挤压排出的电解液进入激活阀体通过出液管道进入电堆，气体留在承压筒内。

所述的一种贮备电池气液分离式储液激活系统，其破膜机构头部距金属膜片安全距离为S

所述的一种贮备电池气液分离式储液激活系统，其导气管、进气管道和出气管的内径均为6mm，管道总长度≥300mm。

所述的一种贮备电池气液分离式储液激活系统，其前活塞体和后活塞体相对的外端面均设置有永磁体。

本发明目的之二是提出一种贮备电池气液分离式储液激活系统的装配方法，包括如下步骤：

步骤1，储液激活系统的设计计算：先设置气源的初始峰值压力，使其大于永磁体的吸附力；再计算气源的药量：气源体积为V

步骤2，电解液储存罐的准备：将存有电解液的液囊装配于承压筒内，并采用激光焊接将金属膜片焊接于承压筒的出口处，将导气管焊接于承压筒一端的圆周面；

步骤3，激活阀的准备：将出气管道及出液管道焊接于激活阀体上相应位置，安装前活塞体、后活塞体、永磁体及破膜机构，将进气管道装配于前活塞体并安装阀体堵头，将气源与进气管道相连；

步骤4，储液激活系统的装配：将出气管道与导气管配合密封连接，激活阀与承压筒的出口位置紧配合安装后，激光焊接密封，完成储液激活系统的装配过程。

本发明专利的有益效果是：

1，本发明中承压筒承压筒的导气管与激活阀的出气管道相连并经过激活阀体后端进气管道与气源接通，构成系统气路，液囊与承压筒一端的出口、穿过金属膜片经过激活阀体的出液口、出液管道构成液路，气路与液路分离，激活过程中避免了注液管道中的气柱、气液混合流向不可控制等问题，极大提高了电池激活的可靠性。

2，本发明的储液激活系统，气源产生的气体与电解液隔离，不会污染电解液，保证了电池的电性能不受影响。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明电解液储存罐的主剖视图；

图3是本发明的激活阀主视图；

图4是本发明激活阀的右视图；

图5是图4中A-A方向的剖视图；

图6是本发明激活阀体的主剖视图；

图7是图6中B-B方向的剖视图；

图8是图6中C-C方向的剖视图。

各附图标记为：1—电解液储存罐，11—承压筒，12—液囊，13—导气管，14—出口，15—金属膜片，2—激活阀，201—前活塞体，202—后活塞体，21—激活阀体，22—破膜机构，23—永磁体，24—阀体堵头，25—出气口，26—出气管道，27—进气管道，28—出液口，29—出液管道，3—气源。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容、特点及积极效益，下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1～图8所示，本发明公开的一种贮备电池气液分离式储液激活系统，包括电解液储存罐1、激活阀2及气源3；所述的电解液储存罐1由承压筒11和承压筒11内存储电解液的液囊12组成，承压筒11两端中一端的圆周面焊接一导气管13，另一端的出口14焊接一金属膜片15以密封液囊12内的电解液，液囊材质与电解液需兼容，承压筒11的导气管13与激活阀2的出气管道26相连，兼具容纳液囊和封闭激活后的气体的作用；所述的激活阀2包括圆筒状激活阀体21、连接在激活阀体21外的出气管道26和出液管道29，激活阀体21一端固定有阀体堵头24，另一端位于金属膜片15前方，激活阀体21内依次设置有前后排列的中空的前活塞体201和通过永磁体23与前活塞体201吸附的后活塞体202，前活塞体201通过露出阀体堵头24的前端部连接进气管道27，后活塞体202上连接有带锥部的破模机构22，激活阀体21的侧壁分别开设有对应出气管道26和出液管道29的出气口25和出液口28，出气口25正对破膜机构22，在激活前由破膜机构22封闭，出气管道26另一端连接导气管13；气源3产生的气体通过进气管道27进入激活阀2推动由永磁体23吸附固定在前活塞体201上的后活塞体202，带动破模机构22向前运动，刺破金属膜片15并露出激活阀体21上的出气口25，气体经过出气管道26和导气管13进入承压筒11内部挤压液囊12，液囊12内受挤压排出的电解液进入激活阀体21通过出液管道29进入电堆，气体留在承压筒11内。

作为优选实施例，所述前活塞体201和后活塞体202相对的外端面均设置有永磁体23。此外，所述的破膜机构22头部距金属膜片15安全距离为S

本发明中，承压筒承压筒11的导气管13与激活阀2的出气管道26相连并经过激活阀体21后端进气管道27与气源3接通，构成系统气路，液囊12与承压筒11一端的出口14、穿过金属膜片15经过激活阀体21的出液口28、出液管道29构成液路。激活过程中气路与液路不产生交集，实现了气液分离，避免了注液管道中的气柱、气液混合流向不可控制等问题，极大提高了电池激活的可靠性，而且气源产生的气体与电解液隔离，不会污染电解液，保证了电池的电性能不受影响。

本发明还公开了一种贮备电池气液分离式储液激活系统的方法，包括如下实施步骤。

步骤1，储液激活系统的设计计算。

先设置气源3的初始峰值压力，使其大于永磁体23的吸附力；再计算气源3的药量：气源3体积为V

步骤2，电解液储存罐1的准备。

将存有电解液的液囊12装配于承压筒11内，并采用激光焊接将金属膜片15焊接于承压筒11的出口14处，将导气管13焊接于承压筒11一端的圆周面。

步骤3，激活阀2的准备。

将出气管道26及出液管道29焊接于激活阀体21上相应位置，安装前活塞体201、后活塞体202、永磁体23及破膜机构22，将进气管道27装配于前活塞体201并安装阀体堵头24，将气源3与进气管道27相连。

步骤4，储液激活系统的装配。

将出气管道26与导气管13配合密封连接，激活阀2与承压筒11的出口14位置紧配合安装后，激光焊接密封，完成储液激活系统的装配过程。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。