[发明专利]直接收集-热离子发射-热电同位素电池及其制备方法

摘要

本发明公开了直接收集‑热离子发射‑热电同位素电池及其制备方法，该同位素电池包括：换能结构、正极、负极、缓冲垫、内封装层、外封装散热层和绝缘环。其中，换能结构包括：金属衬底、放射源镀层、耐高温绝热密封垫、第一电荷收集板、第一绝缘衬底、发射极板、第二电荷收集板、填充介质、第二绝缘衬底、热电组件和电学输出电极。耐高温绝热密封垫包括第一密封垫、第二密封垫、第三密封垫和第四密封垫。该直接收集‑热离子发射‑热电同位素电池能够突破传统静态型同位素电池存在单一换能、能损较大的技术瓶颈，具有能量转换效率高、输出功率大、工作稳定性好等特点。

主权项

1.一种直接收集‑热离子发射‑热电同位素电池，其特征在于，包括：换能结构，所述换能结构包括：金属衬底，所述金属衬底呈柱状，所述金属衬底的两端分别为正极端和负极端；放射源镀层，所述放射源镀层形成在所述金属衬底的外周面上，所述金属衬底的负极端与所述放射源镀层的一端平齐，所述金属衬底的正极端突出所述放射源镀层的另一端；第一密封垫，所述第一密封垫呈环状，所述第一密封垫套设在所述金属衬底的正极端且与所述放射源镀层相抵；第二密封垫，所述第二密封垫设置在所述金属衬底的负极端和所述放射源镀层的端面上；第一电荷收集板，所述第一电荷收集板套设在所述放射源镀层的外周，所述第一电荷收集板一端的端面与所述第一密封垫相抵，所述第一电荷收集板另一端的内周面与所述第二密封垫相抵，所述第一电荷收集板与所述放射源镀层之间间隔形成有真空腔体；第一绝缘衬底，所述第一绝缘衬底形成在所述第一电荷收集板的外周面上，所述第一绝缘衬底的两端分别与所述金属衬底的正极端和负极端平齐；发射极板，所述发射极板设置在所述第一绝缘衬底的外周面上；第三密封垫，所述第三密封垫呈环状，所述第三密封垫套设在所述发射极板的一端，且所述第三密封垫的外表面与所述金属衬底的正极端平齐；第四密封垫，所述第四密封垫呈环状，所述第四密封垫套设在所述第一绝缘衬底的一端，且与所述发射极板相抵；第二电荷收集板，所述第二电荷收集板套设在所述发射极板的外周，且所述第二电荷收集板一端的端面与所述第三密封垫相抵，所述第二电荷收集板另一端的内周面与所述第四密封垫相抵，所述第二电荷收集板与所述发射极板之间间隔形成有腔体，所述腔体内填充有电解质溶液；第二绝缘衬底，所述第二绝缘衬底形成在所述第二电荷收集板的外周面上；热电组件，所述热电组件设置在所述第二绝缘衬底的外周面上，且所述热电组件两端的端面上分别设置有电学输出电极；正极，所述正极设置在所述换能结构的正极端；负极，所述负极设置在所述换能结构的负极端；缓冲垫，所述缓冲垫包裹在所述换能结构的外周面以及所述正极和所述负极的一部分上；内封装层，所述内封装层包裹在所述缓冲垫的外表面上；以及外封装散热层，所述外封装散热层包裹在所述内封装层的外表面上，所述外封装散热层与所述正极和所述负极之间设置有绝缘环。