本发明属于同位素电池技术领域,具体涉及一种辐伏类同位素电池用电互联结构。
背景技术:
现有文献与专利主要集中在辐伏类同位素电池的原理性描述,如刘云鹏等人专利《外延硅基PIN结微型同位素电池及其制备方法》(专利号CN102522136A)提出的基于外延硅基PIN器件的同位素电池;李宣成专利“一种同位素电池”(授权号CN204440917U)提出了光电转换板贴于导光盒外壁的同位素电池;刘建国专利“同位素β射线辐射荧光发光光伏电池”(申请公布号CN106297936A)提出了三明治结构的采用薄膜放射源发光材料和光伏转化一体化的辐射光伏同位素电池;赵一英等“一种高效的基于气态放射源的同位素电池”(申请公布号CN105788692A)提出了一种利用气态放射光源结合曲面反射发光和透镜聚光等措施实现光伏发电的同位素电池。现有专利存在如下缺点:要么关注的是同位素电池的换能器件参数优化,要么关注的是一种新颖的同位素电池原理,而对于多个换能器芯片单元、多个单元同位素电池间的电互联结构均没有具体化,离实际应用还有很长的距离。目前,辐伏类同位素电池单一芯片的输出功率均较小,要实现工业化、产品化应用,必须进行多个芯片的电互联叠加输出。同时,辐伏类同位素电池的制备过程涉及大量组件,并涉及放射性操作,操作困难,所有组件必须一次性安装完成,更加对换能器芯片单元、单元同位素电池间的高集成、高可靠性电互联结构提出巨大要求。
技术实现要素:
为克服上述缺陷,本发明提供一种辐伏类同位素电池用多个换能器芯片单元、多个单元同位素电池间集成、可靠的电互联结构。本发明适用于多种类型辐伏类同位素电池,包括直接辐射伏特效应同位素电池、辐射致光-光伏效应同位素电池及辐伏/光伏联合转换同位素电池,适用范围广,电互联结构集成度高,连接可靠,制作方便成本低,适合大规模工业化生产。
本发明的一种用于辐伏类同位素电池的电互联结构,其基本结构从上到下由上壳、上壳电路、上壳电极、下壳、下壳电路、下壳电极、导电柱和电池底座等构成;上壳电路位于上壳中间区域,并与上壳一体化压合制成,边缘设置压接台沿;上壳左右边缘设有宽1mm缺口,缺口周围覆有上壳电极;下壳中间区域设有下壳电路,边缘设置异形压接台沿,下壳电极沿下壳外壁生长至顶端并与上壳电极接触,同时在缺口处焊接连通;上壳与下壳共同组成单元电池,多个单元电池垛层叠加并在电极处连通实现电互联;电池底座上设有绝缘密封电极,导电柱插接在绝缘密封电极上,单元电池通过下壳电极与导电柱压接实现电互联。
所述上壳和下壳均为PCB材质,通过多层PCB板高温压合并加工成三维立体非标腔体,优选地可以采用更抗辐射的陶瓷PCB板制作。
所述上壳电路和下壳电路均为PCB衬底上覆铜镀金电路。
所述多个单元电池通过垛层堆叠的方式组合,单元电池间通过上下电极的紧密接触实现电互联,或者用锡焊将多个单元电池侧电极焊接实现电互联,实现多个单元电池的输出叠加。
本发明的有益效果是:提供一种用于辐伏类同位素电池多个换能器芯片单元、多个单元同位素电池间集成、可靠的电互联结构,实现了同位素电池电流引出及串、并联输出,大大提高了同位素电池的实际应用能力,同时适用于多种类型辐伏类同位素电池,包括直接辐射伏特效应同位素电池、辐射致光-光伏效应同位素电池及辐伏/光伏联合转换同位素电池,适用范围广,电互联结构集成度高,连接可靠,制作方便,成本较低,适合大规模工业化生产。
附图说明
图1是上壳结构示意图;
图2是下壳结构示意图;
图3是四个单元电池组成的垛层结构示意图;
图中,1.上壳 2.上壳电路 3.上壳电极 4.下壳 5.下壳电路 6.下壳电极 7.导电柱 8.电池底座 9.压接台沿 10.单元电池 11.绝缘密封电极 12.异形压接台沿 13.上壳缺口 14.下壳缺口 15.减震弹片 16.侧电极焊接。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种辐伏类同位素电池用电互联结构做进一步说明。
实施例1
图1中,上壳1由上壳电路2、上壳电极3、压接台沿9和上壳缺口13组成。上壳电路2为PCB衬底上覆铜镀金材质,位于上壳1中间区域,并与上壳1一体化压合制成,边缘设置压接台沿9,用于保护同位素电池换能器件;上壳1左右边缘设有宽1mm上壳缺口13,用于与下壳4的焊接,缺口周围覆有上壳电极3。
实施例2
图2中,下壳4由下壳电路5、下壳电极6、异形压接台沿12和下壳缺口14组成。下壳4中间区域设有下壳电路5,下壳电路5为PCB衬底上覆铜镀金材质,边缘设置异形压接台沿12,用于保护同位素电池换能器件;下壳电极6沿下壳4外壁生长至顶端并与上壳电极3接触,同时在上壳缺口13处焊接连通,下壳4外壁中心处左右各设3mm宽下壳缺口14,用于同位素电池内部组件的夹持安装。
实施例3
图3中,上壳1与下壳4共同组成单元电池10,多个单元电池10垛层叠加并在电极处连通,用锡焊将多个单元电池10侧电极焊接16实现电互联;电池底座8上设有绝缘密封电极11,导电柱7插接在绝缘密封电极11上,单元电池10通过下壳电极6与导电柱7压接实现电流引出电池外壳;单元电池10旁设有减震弹片,用于多个单元电池10垛层的固定与抗震。