本发明属于航天用储能电池，特别涉及一种可靠性高、成本低的空间用圆柱形蓄电池单体及其制备方法。
背景技术：
1、卫星等航天器在中低高轨道无光照期长时间稳定运行所依靠的主要能量来源是储能电源。目前主流的空间储能电源为锂离子蓄电池，截至目前，空间用大部分储能电池都为锂离子蓄电池，为了保证空间真空环境的使用，电池单体全密封体没有专门的泄压装置，通过设计壳盖间的配合关系、焊缝熔深尺寸等，使焊缝位置裂开，达到电池出现安全问题泄压的目的，保障电池单体安全性可靠性；另外所研制产品都是单件或小批量研制，工艺复杂，生产周期长，制造成本高，无法实现大规模批产制造。随着商业航天蓬勃发展，在保证安全性和可靠性前提下，需要实现空间蓄电池组的低成本和批产化制造，同时降低电池单体成组的复杂性，减少外围电池均衡和安全管理接口功能，以此开发研制低成本高安全性蓄电池单体技术。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种低成本高安全性的空间用圆柱形蓄电池单体及其制备方法。通过单体壳盖结构变化和成型方法实现低成本、快速成型和高安全性的空间高可靠蓄电池单体的制备。
2、本发明解决的技术问题是：一种空间用圆柱形蓄电池单体，包括：
3、壳体，圆筒状，两端开口；
4、上盖板，盖合于壳体开口一端，上盖板与壳体焊接密封，上盖板上开有中心台阶孔；
5、断电泄压装置，具有断电和泄压功能，安装于上盖板的中心台阶孔上，上盖板与断电泄压装置压缩形成固定和密封；
6、电芯，密封在壳体中，电芯的正极极耳与断电泄压装置进行焊接，构成正极导流通路，电芯的负极极耳焊接在壳体下部的内壁上，通过壳体返回到上盖板的负极引流区域，构成负极导流通路，上盖板及壳体为负极，断电泄压装置中心位置为正极，正、负极同侧引流输出，且正、负极绝缘隔离；
7、下盖板，合于壳体开口另一端，下盖板与壳体焊接密封，下盖板中心开有用于注液和排气的中心注液孔；
8、封口塞，安装于下盖板中心注液孔处，封口塞与下盖板焊接密封，用于注液后密封电池单体腔体。
9、安装在壳体内的电芯与下盖板具有一定距离，在电芯与下盖板之间的壳体内放置焊接环，通过焊接环压紧负极极耳，使负极极耳焊接在壳体壁上。
10、所述断电泄压装置上的绝缘层至少1mm厚，使正极、负极间有1mm以上安全距离。
11、所述壳体、上盖板、下盖板和封口塞采用不锈钢材质，厚度为0.15mm～0.35mm。
12、所述断电泄压装置和中心注液孔分别在圆柱电池单体轴向两端。
13、上述空间用圆柱形蓄电池单体的制备方法，包括以下步骤：
14、(1)将断电泄压装置以2～2.5mpa的机械压力挤压在上盖板的中心台阶孔中，并经过漏率测试确保断电泄压装置和上盖板可靠密封固定在一起；
15、(2)将端面嵌套绝缘件的电芯滑配装入圆柱电池的壳体，将电芯正极极耳与断电泄压装置进行焊接，构成正极导流通路；将电芯另一端负极极耳与圆柱电池的壳体下端进行焊接，构成负极导流通路；
16、(3)将上盖板和下盖板分别与圆柱电池的壳体两端在惰性气体保护下，进行端面激光焊接成型，焊接功率300w～350w,焊接频率10hz～40hz，并经过压力测试确保焊接可靠性；
17、(4)电池单体在1～1.5mpa机械压力作用下通过将密封胶钉封堵在下盖板中心注液孔，开展注液和预化成排气工序；
18、(5)将封口塞装入下盖板中心注液孔，端面激光焊接，构成单体电池全密封腔体，继续电池单体化成工序，成型完整电池单体。
19、步骤(2)中，电芯负极极耳与圆柱电池的壳体下端的焊接，采用安装焊接环压紧负极极耳到壳体内壁，再进行焊接，构成负极导流通路。
20、本发明具有的优点和技术效果：在航天应用场景下的蓄电池单体，采用成本更低工业级不锈钢壳盖进行蓄电池结构封装的制备，在后期的蓄电池制备中，通过定制工业级断电泄压装置，设计优化上盖板结构，电池上盖板和断电泄压装置一体化压缩密封设计，快速成型，达到密封效果和正负同侧引出绝缘功能。航天用电池断电泄压装置设计以及正负极同侧引流设计，单体电池满足航天密封性和安全性要求的同时，正负极同侧设计方案在成组阶段大大提高模组成型效率，降低生产制造成本和电池控制管理难度。相比目前航天用高可靠蓄电池单体，本发明电池单体密封漏率可达到传统航天高可靠电池密封等级水平，即不大于1×10-9pa·m3/s,成本可降低80％以上。
1.一种空间用圆柱形蓄电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述空间用圆柱形蓄电池单体，其特征在于，安装在壳体(2)内的电芯(6)与下盖板(3)具有一定距离，在电芯(6)与下盖板(3)之间的壳体(2)内放置焊接环(7)，通过焊接环(7)压紧负极极耳(11)，使负极极耳(11)焊接在壳体壁上。
3.根据权利要求1所述空间用圆柱形蓄电池单体，其特征在于，所述断电泄压装置(4)上的绝缘层至少1mm厚，使正极、负极间有1mm以上安全距离。
4.根据权利要求1所述空间用圆柱形蓄电池单体，其特征在于，所述壳体(2)、上盖板(1)、下盖板(3)和封口塞(5)采用不锈钢材质，厚度为0.15mm～0.35mm。
5.根据权利要求1所述空间用圆柱形蓄电池单体，其特征在于，所述断电泄压装置(4)和中心注液孔分别在圆柱电池单体轴向两端。
6.如权利要求1-5任一项所述空间用圆柱形蓄电池单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述空间用圆柱形蓄电池单体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，电芯负极极耳与圆柱电池的壳体下端的焊接，采用安装焊接环压紧负极极耳到壳体内壁，再进行焊接，构成负极导流通路。
