液态储备式电池

液态储备式电池在常温下进行电化学反应，电介质为液体状态。为了满足长期储存要求，平时将作为电介质的电解液（溶液和电解质）储放在专门的密封容器中，使电解液与电极隔离，不发生放电现象。只有当密封容器破碎后，电解液流出接触电极才会发生电化学反应。为了击破密封容器，必须设置专门的激活机构。

液态储备式电池是使用最早、最普遍的引信电源种类，至今发展出了很多品种。不同品种的电池用电化学式来表示，例如：

其中，

第一部分代表电池的负电极物质；第二部分为电解液成分；第三部分代表电池的正电极物质；括号内为正电极的基底材料，不发生化学反应，只起导电作用。化学式相同，则属于同一电化学体系的电池，但电解液浓度和组成比例、特殊添加剂、电极结构、体积大小等可有差别。

（1）铅-酸电池。铅-酸电池曾经是在引信中应用最广泛、结构最典型的电池，适用于各种口径弹药引信，常用的有铅-高氯酸和铅-氟硼酸两个品种。

铅-高氯酸电池的化学式为：

电池的负电极为铅（Pb），正电极为二氧化铅（PbO2），电解液的主要成分为50％的高氯酸（HClO4）。高氯酸电池的低温性能较好，最低工作温度可达-40℃；激活时间在低温-40℃的条件下只需0.5s，比较短；功率密度大约为80mW/cm2；经济性好。高氯酸电池的缺点是：正电极的二氧化硅镀层较脆，强度差，易脱落；高氯酸溶液与有机物接触时，在高温下易发生爆炸性分解，安全性差。因此，这种电池主要使用在早期无线电引信中，也不宜在要求快速激活的场合使用。

铅-氟硼酸电池的化学式为：

电池的正、负电极材料与高氯酸电池的相同，电解液为48％的氟硼酸（HBF4）。氟硼酸电池可以在-40℃～＋50℃的温度范围内可靠工作，在-40℃时激活时间为0.4s，功率密度为80mW/cm2，具有经济性好、工艺简单、成本低等优点，广泛应用于电子时间引信、小口径弹药引信、多用途弹药引信上。

（2）锌-铬酸电池。锌-铬酸电池的电化学式为

电池的负电极为Zn，正电极活性物质为，正电极基体为C。所用电解液组分不尽相同，主要组分是铬酸，也可以是铬酸盐，如或，适当添加溶液等物质。

锌-铬酸电池是早期电子管无线电引信所选用的一种电池，主要用于旋转弹上。它的工作温度范围为-25℃～＋50℃，由于低温性能差，且低温下激活时间增长，这种体系电池已不适应现代引信技术的发展要求。但该体系电池研究、使用时间较早，结构设计较为成熟，性能稳定，在一定条件下仍可以借鉴或重新设计。

（3）液氨电池。液氨电池是用液态氨激活的电池，其电解质主要成分是硫氰化钾和硫氰酸铵，正电极材料一般采用二氧化铅、二氧化锰、氯化银、间二硝基苯等化合物；负电极材料多采用镁、钙、锌等。

液氨电池的主要特点是：比能量高，体积可小于1cm3；使用温度范围宽，可达-54℃～＋74℃，且低温性能好，在-60℃时的放电性能和25℃时的基本相同；激活时间短，约为0.2s；结构强度高。但是，设计制造液氨电池存在高压液态氨容器密封困难、多节串联容易短路等技术难点。

液氨电池是一种较好的引信电源，适用于高旋转或非旋转、高过载或低过载等工作环境，目前主要应用于导弹和航弹引信中。但由于在技术上和制造工艺上存在一定难度，液氨电池在引信中的广泛应用受到限制。

（4）锂电池。锂电池是20世纪60年代发展起来的一种高能量密度电池，是以锂作负电极活性物质的化学电源的总称。锂是一种非常活泼的金属，其化学活性高、导电性好、电化当量大、理论比能量超群、质量小，是理想的化学电源负电极活性物质材料。锂电池的正电极材料常用五氧化二钒（V2O5）、二氧化硫（SO2）、二氧化锰（MnO2）等。

由于锂的化学活性很高，遇水发生剧烈反应并产生氢气，故以锂作为电池负电极时，所用的电解液必须是有机溶剂或非水无机溶剂，再向其中加入无机盐类即可使之导电。常用的有机溶剂包括碳酸丙烯酯（PC）、甲酸甲酯等，无机溶剂如亚硫酸氯、无水乙醇等，电解质可以采用高氯酸锂、溴化锂、氟硼酸锂、四氯铝酸锂等。

因为正电极材料和电解液多种多样，因此锂电池的品种较多。引信电源中常用的有机电解液的锂电池系列主要有：锂-二氧化硫电池Li｜LiBr-AN（乙腈）＋PC｜SO2（C）、锂-二氧化锰电池Li｜LiClO4-PC＋DME（乙二醇二甲醚）｜MnO2（C）、锂-铬酸银电池Li｜LiClO4-PC｜Ag2CrO4、锂-五氧化二钒电池Li｜LiBF4＋LiASF4-甲酸甲酯｜V2O5等。无机电解液的锂电池系列主要有：锂-亚硫酰氯电池Li｜LiAlC4-SOCl2｜C、Li/POCl3电池、Li/SO2C2电池、Li/SOCl2电池等。

锂电池的特点有：比能量高，一般在200W•h/kg以上，体积比能量可达到1.2W•h/cm3；单体电池电压值高，开路电压一般在3.0V左右，放电电压平稳；容量范围大，通常为3mA•h～10000A•h；使用环境温度范围宽，通常为-40℃～＋50℃，低温放电性能良好；密封性能好，只要电解液中水含量不超过50ppm⁽¹⁾，技术上可以实现全密封。但也存在电压滞后、短路放电或过放电或反极时可能发生爆炸、电流负荷能力较差、成本高等问题。

目前，锂电池在引信中的应用范围尚不十分广泛，主要应用于水雷、地雷和雷弹引信上，采取一定技术措施后，其应用范围已经扩大到电子时间引信、中大口径榴弹近炸引信、多选择引信和导弹引信等。

（5）锌-银电池Zn｜KOH｜AgO。该电池以锌为负电极、氧化银为正电极、氢氧化钾为电解质，具有比能量高、放电电流大、工作电压平稳、激活快等特点，但低温性能差、成本高昂，主要作为飞行时间长（几分钟至几十分钟）、需要功率大的引信电源，常用于导弹、鱼雷、地雷及其引信中。

除此之外，还有锌-镍、镉-镍、锌-汞等电池系列。

液态储备式电池一般为叠层式，主要由电池组、储液瓶、电池激活机构等组成。此外，还有插头、插座、外壳等其他构件。

电池组通常由多个单元电池串联或并联组合而成，如图10-2所示。单元电池由电极片、塑料垫片等构成。电极片通常做成环形片或半环形片，其正、反两面是两种不同的材料，构成电极的正、负极。电极片之间有塑料垫片，塑料垫片也是环形和半环形的，上面有两道或一道圆形镂空处，可以容纳一定量的电解液。

图10-2　单元电池示意图
（a）串联结构；（b）并联结构

电解液置于储液瓶内，储液瓶置于电极环片中间。发射时，在膛内环境力或其他激励的作用下，激活机构将储液瓶击破，电解液流进电极间的空隙，即塑料垫片的圆形镂空处，电源激活。

液态储备式电池的典型结构如图10-3所示。

图10-3　液态储备式电池的典型结构