21、热电池：原理、性能与发展

热电池：原理、性能与发展

1 热电池概述

热电池是一种采用无机盐电解质的一次储备电池。在常温下，这些电解质是相对不导电的固体。热电池中集成了烟火材料，其作用是提供足够的热能使电解质熔化。熔化后的电解质具有高导电性，此时电池就能输出大电流。

热电池的激活寿命受多种因素影响，主要包括活性电池堆材料（阳极和阴极）的成分与质量，以及电池的其他构造细节，如整体形状、隔热材料的类型和用量等。根据具体应用需求设计的热电池，激活后供电时间从几秒到超过一小时不等。

热电池通常通过外部能源向内置的启动器发送能量脉冲来启动。启动器一般有电动火柴、电爆炸装置（雷管）或击发底火等。从启动脉冲施加到电池能在特定电压下维持电流的时间间隔，即上升时间，会因电池大小、设计和化学体系的不同而有所变化。大型电池的上升时间达几百毫秒并不罕见，而小型电池可在10 - 20毫秒内可靠地达到工作状态。

未激活的热电池保质期通常为10 - 25年，具体取决于设计。但一旦激活并放电，就无法重复使用或充电。目前，延长热电池激活寿命的研究拓宽了其在军事、工业和民用系统中的适用性和应用潜力。

热电池于20世纪40年代在德国首次开发，最初主要用于武器。自1947年以来，已生产出包含多个电池单元和集成烟火材料的电池。由于其高可靠性和长保质期，热电池非常适合军事弹药用途，广泛应用于导弹、炸弹、地雷、诱饵、干扰器、鱼雷、太空探索系统、应急逃生系统等。

1.1 热电池的优缺点

热电池具有诸多优点：
1. 超长保质期（可达25年），在“就绪”状态下性能不下降。
2. 近乎“即时”激活，快速启动设计可在百分之一秒内提供有用电力。
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