满足大倾斜角度激活的锌银贮备电池用贮液器的研究

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锌银贮备电池由于其具有高比能量、高比功率、放电电压平台平稳、大电流放电性能好、免维护等优点,广泛用于国防和军事领域,特别是在导弹武器系统上应用最广。该类电池在贮存过程中,电解液贮存在贮液器内,与电极隔离存放;在需要使用时,使用火工品产生高压气体将电解液推入电极群内,电极吸附足量电解液后即可对外输出电能。由于贮液器的结构特点和出液方式,其在正置时内部的电解液能够被全部推出,但在倾斜一定的角度时,其内部的电解液无法全部推出,会残留一部分在贮液器内,从而导致电极吸附的电解液量不够而不能正常工作。因此,大部分电池在激活时必须保证倾斜角度不超过10°,否则电池不能正常激活和输出电能;若为保证电池在大倾斜角度条件下正常激活,则电池的质量和体积均会大大增加,不符合弹上小型化的发展方向。  本论文较为系统的分析了现行的锌银贮备电池使用的贮液器结构特点,并对其优缺点进行了比较。在此基础上,设计了一种新的贮液器结构(凹形贮液器),该贮液器在不增加电池整体的质量和体积情况下,解决了在大倾斜角度下电解液残留量大的难点。凹形贮液器使用不锈钢材料采用机加和焊接的方法加工而成,通过对材料的强度计算和整体结构进行力学仿真,该贮液器能够满足电池激活时的压力冲击。同时,在理论分析的基础上,使用该型贮液器进行了气密性检查、液压强度和破坏性试验、以及实际使用时的力学条件考核,贮液器的强度能够满足电池上的使用要求。最后通过电池组工作性能试验,验证了该贮液器能够有效减少大角度激活时电解液的残留量,确保了电池可靠激活。除此之外,该型贮液器在相同的空间体积内具有更大的容积,提高了电池的空间利用率。  凹形贮液器的研究结果表明,由于能够在大倾斜角度下显著减少电解液的残留量,增大了锌银贮备电池激活时允许的倾斜角度,拓展了锌银贮备电池的应用领域,并提高了电池的比功率,促进了锌银贮备电池技术的发展,拓展了该类电池的应用领域,具有实际应用价值,可以在该领域进行推广使用。但是,由于其结构较为复杂,在零部件加工和焊接成型过程中不利于尺寸的精确控制,在工艺方法上需要进一步的完善,以满足产品大批量的生产。
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