【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体提供一种同位素电池。
技术介绍
1、原子核成分(或能态)自发地发生变化，同时放射出射线的同位素称为放射性同位素。放射性同位素电池，简称同位素电池，它是利用换能器件将放射性同位素衰变时释放出射线的能量转换成电能输出，从而达到供电目的。由于同位素电池具有服役寿命长、环境适应性强、工作稳定性好、无须维护、小型化等优点，目前已在军事国防、深空深海、极地探测、生物医疗、电子工业等重要领域被广泛应用。
2、根据同位素电池的换能方式可以分成四类：①静态型热电式(温差电/热电、热离子发射、接触电势差、热光伏、碱金属热电转换)同位素电池；②辐射伏特效应(肖特基、pn/pi n结)同位素电池；③动态型热电式(布雷顿循环、斯特林循环、朗肯循环、磁流体发电、射流驱动压电式)同位素电池；④特殊换能机理(直接收集、辐射发光、外中子源驱动式、衰变lc电路耦合谐振、宇宙射线/电磁波收集、压电悬臂梁、磁约束下β粒子电磁辐射、磁分离式、辐射电离)同位素电池。
3、现有压电式悬臂梁同位素电池通过压电悬臂梁的往复式机械形变实现电能输出，其在微纳器件和真空检漏方面有广泛应用价值，但现有压电式悬臂梁同位素电池在不断的往复运动过程中，悬臂梁会因疲劳产生弯曲变形，大大缩减了材料寿命，从而相应地缩短了压电式悬臂梁同位素电池的使用寿命。
4、因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述技术问题，即，解决现有压电式悬臂梁同位素电池
2、在第一方面，本专利技术提供一种同位素电池，包括壳体以及安装在所述壳体内的放射源、第一换能组件、第二换能组件、压电陶瓷和放电电极组，所述壳体内具有封闭的腔室，所述第一换能组件和所述第二换能组件均位于所述腔室内且沿第一方向相对设置，所述第一换能组件和所述第二换能组件在受到所述放射源的照射后能够产生同号电荷以便使所述第一换能组件和/或所述第二换能组件移动来压缩所述腔室内的气体，所述压电陶瓷安装在所述腔室内且能够将所述腔室内的气体的压力转换为电流，所述放电电极组布置在所述第一换能组件和/或所述第二换能组件移动的路径上，当所述第一换能组件和/或所述第二换能组件与所述放电电极组接触时，所述第一换能组件和/或所述第二换能组件上的电荷通过所述放电电极组释放。
3、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术通过放射源的照射，使得位于封闭腔室内的第一换能组件和第二换能组件能够产生同号电荷以使第一换能组件和/或第二换能组件移动来压缩腔室内的气体，压电陶瓷能够将腔室内的气体的压力转换为电流，在第一换能组件和/或第二换能组件移动的路径上设有放电电极组，第一换能组件和/或第二换能组件在移动的过程中，当与放电电极组接触的瞬间，第一换能组件和/或第二换能组件上携带的电荷通过放电电极组被释放，第一换能组件和第二换能组件之间的排斥力消失，在气体的压力的作用下，第一换能组件和/或第二换能组件朝向放射源照射的位置移动直至回到初始位置，从而使第一换能组件和/或第二换能组件再次通过放射源的照射产生电荷，进而使第一换能组件和/或第二换能组件处于无限循环的充放电状态，以便能够往复地压缩腔室内的气体，进而通过压电陶瓷将气体的压力转换为稳定地电流，通过第一换能组件和/或第二换能组件充放电来压缩腔室内的气体并将气体压力转换为电流的方式，改善了现有压电悬臂梁同位素电池因往复运动导致悬臂梁疲劳变形的问题，提高了材料的使用周期，从而极大地提升了同位素电池的使用寿命，同时，通过第一换能组件和/或第二换能组件充放电的过程也会产生电流，从而进一步地提高了同位素电池的能量转换效率。
4、在上述同位素电池的优选技术方案中，所述压电陶瓷包括沿所述第一方向间隔分布的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，所述第一换能组件和所述第二换能组件位于所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间，所述第一换能组件靠近所述第二换能组件的一侧和所述第二换能组件靠近所述第一换能组件的一侧在所述放射源的照射下能够产生同号电荷以使所述第一换能组件和所述第二换能组件分别朝向所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷移动，所述放电电极组包括第一放电电极组和第二放电电极组，所述第一放电电极组和所述第二放电电极组分别设置在所述第一换能组件和所述第二换能组件移动的路径上。
5、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术将第一换能组件和第二换能组件设置在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间，使得第一换能组件靠近第二换能组件的一侧和第二换能组件靠近第一换能组件的一侧在放射源的照射下能够产生同号电荷以使第一换能组件和第二换能组件分别朝向第一压电陶瓷和第二压电陶瓷移动来压缩腔室内的气体，从而第一压电陶瓷和第二压电陶瓷都能够将气体的压力转换为电流，提高了同位素电池的能量转换效率，通过在第一换能组件和第二换能组件移动的路径上相对应地设置第一放电电极组和第二放电电极组来释放第一换能组件和第二换能组件上携带的电荷，从而增加了电流的输出，进一步提高了同位素电池的能量转换效率。
6、在上述同位素电池的优选技术方案中，所述第一换能组件包括第一换能元件和第一活塞，所述第一活塞设于所述第一换能元件朝向所述第一压电陶瓷的一侧，所述第二换能组件包括第二换能元件和第二活塞，所述第二活塞设于所述第二换能元件朝向所述第二压电陶瓷的一侧，所述第一换能元件靠近所述第二换能元件的一侧和所述第二换能元件靠近所述第一换能元件的一侧在所述放射源的照射下能够产生同号电荷，以使所述第一换能元件和所述第二换能元件分别推着所述第一活塞和所述第二活塞分别朝向所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷移动，所述第一活塞和所述第二活塞在分别朝向所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷移动的过程中能够分别压缩所述第一活塞与所述第一压电陶瓷之间的气体以及所述第二活塞与所述第二压电陶瓷之间的气体。
7、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术通过在第一换能元件朝向第一压电陶瓷的一侧设置第一活塞，在第二换能元件朝向第二压电陶瓷的一侧设置第二活塞，在第一换能元件和第二换能元件分别推着第一活塞和第二活塞分别朝向第一压电陶瓷和第二压电陶瓷移动的过程中，使得第一活塞与第一压电陶瓷之间的空间以及第二活塞与第二压电陶瓷之间的空间的密封性更好，从而能够最大限度地将气体的压力施加给第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，进而提高了同位素电池的能量转换效率。
8、在上述同位素电池的优选技术方案中，所述第一放电电极组包括第一正电极和第一负电极，所述第二放电电极组包括第二正电极和第二负电极，所述第一正电极和所述第一负电极在所述第一换能组件移动的路径上间隔分布，所述第二正电极和所述第二负电极在所述第二换能组件移动的路径上间隔分布，所述第一正电极、所述第一负电极、所述第二正电极和所述第二负电极的一端均与所述腔室连通，当所述第一换能组件同时与所述第一正电极和所述第一负电极接触时，所述第一换能组件上的电荷通过所述第一正电极和所述第一负电极释放，当所述第二换能组件同时与所述第二正电极和所述第二负电极接触时，所述第二换能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种同位素电池，其特征在于，包括壳体以及安装在所述壳体内的放射源、第一换能组件、第二换能组件、压电陶瓷和放电电极组，
2.根据权利要求1所述的同位素电池，其特征在于，所述压电陶瓷包括沿所述第一方向间隔分布的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，所述第一换能组件和所述第二换能组件位于所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间，所述第一换能组件靠近所述第二换能组件的一侧和所述第二换能组件靠近所述第一换能组件的一侧在所述放射源的照射下能够产生同号电荷以使所述第一换能组件和所述第二换能组件分别朝向所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷移动，
3.根据权利要求2所述的同位素电池，其特征在于，所述第一换能组件包括第一换能元件和第一活塞，所述第一活塞设于所述第一换能元件朝向所述第一压电陶瓷的一侧，所述第二换能组件包括第二换能元件和第二活塞，所述第二活塞设于所述第二换能元件朝向所述第二压电陶瓷的一侧，
4.根据权利要求2所述的同位素电池，其特征在于，所述第一放电电极组包括第一正电极和第一负电极，所述第二放电电极组包括第二正电极和第二负电极，所述第一正电极和所述第一负电极在所
5.根据权利要求4所述的同位素电池，其特征在于，所述第一正电极和所述第一负电极的布置位置设置为在所述第一换能组件移动到极限位置时才使所述第一正电极和所述第一负电极同时与所述第一换能组件接触；和/或
6.根据权利要求1所述的同位素电池，其特征在于，所述同位素电池还包括引脚，所述引脚的一端与所述压电陶瓷连接，所述引脚的另一端延伸到所述壳体外，以将所述压电陶瓷上的电流导出。
7.根据权利要求6所述的同位素电池，其特征在于，所述引脚的材料为铂钡、钯钡、铱钨铼、铱钡锇、石墨、活性炭、乙炔黑或者有机碳。
8.根据权利要求4所述的同位素电池，其特征在于，所述第一正电极、所述第一负电极、所述第二正电极和所述第二负电极的另一端均延伸到所述壳体外。
9.根据权利要求3所述的同位素电池，其特征在于，所述第一换能元件和所述第二换能元件为PN结或者PIN结。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的同位素电池，其特征在于，所述腔室内的气体为惰性气体；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种同位素电池，其特征在于，包括壳体以及安装在所述壳体内的放射源、第一换能组件、第二换能组件、压电陶瓷和放电电极组，
2.根据权利要求1所述的同位素电池，其特征在于，所述压电陶瓷包括沿所述第一方向间隔分布的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，所述第一换能组件和所述第二换能组件位于所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间，所述第一换能组件靠近所述第二换能组件的一侧和所述第二换能组件靠近所述第一换能组件的一侧在所述放射源的照射下能够产生同号电荷以使所述第一换能组件和所述第二换能组件分别朝向所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷移动，
3.根据权利要求2所述的同位素电池，其特征在于，所述第一换能组件包括第一换能元件和第一活塞，所述第一活塞设于所述第一换能元件朝向所述第一压电陶瓷的一侧，所述第二换能组件包括第二换能元件和第二活塞，所述第二活塞设于所述第二换能元件朝向所述第二压电陶瓷的一侧，
4.根据权利要求2所述的同位素电池，其特征在于，所述第一放电电极组包括第一正电极和第一负电极，所述第二放电电极组包括第二正电极和第二负电极，所述第一正电极和所述第一负电极在所述第一换能组件移动的路径上间隔分布，所述第二正电极和所述第二负电极在所述第二换能组件移动的路径上间隔分布，所述第一正电极、所述第一负电极、所述第二正电极和所述第二负电极的一端均与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：中子科学研究院重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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