RU155595U1 - Батарея источников тока - Google Patents

Abstract

Батарея источников тока, содержащая биполярные электроды, электролит, сепараторы, крайние монополярные электроды и токосъемы, отличающаяся тем, что сепараторы выполнены, по крайней мере, в виде двух полотен, установленных с наложением друг на друга, внутренняя поверхность одного из полотен содержит чередующиеся слои токопроводящего клея, активного вещества анода, диэлектрического клея и активного вещества катода, внутренняя поверхность другого полотна содержит чередующиеся слои диэлектрического клея, активного вещества катода, токопроводящего клея и активного вещества анода, батарея также дополнительно содержит элемент фиксации, на котором закреплены с помощью диэлектрического клея одни края полотен с последующей круговой намоткой вокруг элемента фиксации этих полотен и закреплением на внешней поверхности батареи с помощью диэлектрического клея других краев полотен.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве химических источников тока с биполярными электродами.

Известно техническое решение, описанное в патенте РФ №2299501, МПК H01M 10/18, приоритет от 11 января 2006 года, публикация от 20 мая 2007 года на изобретение: “Свинцовая аккумуляторная батарея”.

Устройство содержит корпус, в котором размещены биполярные электроды с рамками, разделенные слоем электролита, соединенные последовательно для получения заданных значений напряжения, с четным количеством элементов и параллельно для увеличения электрической емкости, с четным количеством слоев, а также токоотводы с клеммами. Батарея снабжена электроизоляционными пластинами, которые располагаются на противоположных стенках аккумулятора и предназначены для размещения с одной стороны только односторонних биполярных электродов, с другой - односторонних биполярных и монополярных электродов, при этом биполярные электроды содержат на одной стороне положительную и отрицательную активную массу, а рамки располагаются между указанными пластинами и предназначены для размещения двусторонних биполярных электродов и двусторонних биполярных и монополярных электродов, при этом рамки с двусторонними биполярными и монополярными электродами устанавливаются через одну, а монополярные электроды образуют симметричные положительные и отрицательные выводы.

В известном устройстве содержатся электроизоляционные пластины и рамки, увеличивающие массу неактивных элементов, что ограничивает возможность повышения удельной энергоемкости.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение, описанное в патенте РФ №2094913, МПК H01M 10/18, приоритет от 22 сентября 1994 года, публикация от 27 октября 1997 года на изобретение: «Способ изготовления свинцовой аккумуляторной батареи и ее устройство», в котором свинцовая аккумуляторная батарея, содержит корпус, блоки разнополярных электродов, разделенных сепараторными пластинами, сложенные зигзагообразно в один пакет, токосъемы и электролит. Корпус выполнен разъемным из двух полукорпусов, каждый из которых снабжен перегородками с отверстиями по оси симметрии, сепараторные пластины склеены между собой, места склеивания совпадают с соответствующими отверстиями в перегородках. Сборку аккумуляторной батареи осуществляют путем склеивания по сепараторной пластине биполярных электродов с расположенными между ними сепараторными пластинами из полимерной пленки и крайних монополярных электродов. На электродные пластины рядами укладывают сепараторные пластины с зазором 0,1 0,4 мм, затем осуществляют склеивание путем нанесения клея на продольные кромки сепараторных пластин и заполнения клеем зазора между сепараторными пластинами.

В известном устройстве для достижения требуемых значений внутреннего сопротивления необходимо компенсировать большую длину зигзагообразных электродов путем увеличения площади их сечения, что приводит к увеличению неактивной массы и снижению удельной энергоемкости.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание батареи источников тока, обладающей высокой удельной энергоемкостью при сохранении объема батареи за счет сокращения доли неактивных элементов при одновременном упрощении конструкции.

Поставленная задача достигается за счет того, что в батарее источников тока, содержащей биполярные электроды, электролит, сепараторы, крайние монополярные электроды и токосъемы, согласно полезной модели сепараторы выполнены, по крайней мере, в виде двух полотен, установленных с наложением друг на друга, внутренняя поверхность одного из полотен содержит чередующиеся слои токопроводящего клея, активного вещества анода, диэлектрического клея и активного вещества катода, внутренняя поверхность другого полотна содержит чередующиеся слои диэлектрического клея, активного вещества катода, токопроводящего клея и активного вещества анода, батарея также дополнительно содержит элемент фиксации, на котором закреплены с помощью диэлектрического клея одни края полотен с последующей круговой намоткой вокруг элемента фиксации этих полотен и закреплением на внешней поверхности батареи с помощью диэлектрического клея других краев полотен.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлен один из сепараторов, выполненный в виде полотна, содержащего чередующиеся слои токопроводящего клея, активного вещества анода, диэлектрического клея и активного вещества катода, на фигуре 2 представлен другой сепаратор, выполненный в виде полотна, содержащего чередующиеся слои диэлектрического клея, активного вещества катода, токопроводящего клея, и активного вещества анода, на фигуре 3 представлена в сборе в разрезе конструкция батареи источников тока.

Батарея источников тока (фиг. 3) содержит сепараторы, выполненные, по крайней мере, в виде двух полотен 2, 3 (фиг. 1, 2), На внутренней поверхности одного из сепараторов, выполненного в виде полотна 2 (фиг. 1), расположены чередующиеся слои токопроводящего клея 4, активного вещества анода 6, диэлектрического клея 5 и активного вещества катода 7. На внутренней поверхности другого сепаратора, выполненного в виде полотна 3 (фиг. 2), расположены чередующиеся слои диэлектрического клея 5, активного вещества катода 7, токопроводящего клея 4 и активного вещества анода 6. Электролит добавляют в электродную массу анода и катода (на чертеже не показан). Батарея источников тока содержит также элемент фиксации 1, на котором установлены с наложением друг на друга и закреплены с помощью диэлектрического клея 5 одни края сепараторов, выполненных в виде полотен 2, 3. Укладка полотен 2, 3 выполнена в виде намотки этих полотен 2, 3 вокруг элемента фиксации 1 и закрепления других краев полотен 2, 3 на внешней поверхности батареи с помощью диэлектрического клея 5. Элемент фиксации, представленный на фигуре 3, выполнен в виде полого цилиндра, однако он может быть выполнен самой различной формы, например, в виде тонкой плоской пластины, эллипса, параллелепипеда. Корпус батареи в данном примере образован наружной поверхностью полотна 3. Батарея источников тока (фиг. 3) содержит также токосъемы 8. На фигуре 3 представлены примеры образования крайних монополярных электродов 9, 10 на основе электродной массы анода и катода, а также биполярных электродов 11.

Заявляемая полезная модель может быть изготовлена в условиях серийного производства освоенными технологическими методами с использованием существующих материалов и оборудования. Так, например, нанесение слоев активного и неактивного вещества на сепараторы, выполненные в виде полотен 2, 3, может быть выполнено с помощью плоттера или 3D принтера, а намотка полотен 2, 3 на элемент фиксации 1 может быть осуществлена, например, с помощью известных намоточных станков.

Заявляемая полезная модель по сравнению с ближайшим аналогом обладает более высокой удельной энергоемкостью при одновременном уменьшении массогабаритных характеристик батареи, так как позволяет разместить в объеме ближайшего аналога большее количество активного вещества за счет сокращения таких неактивных элементов как неактивные электроды.

Кроме того, в заявляемой полезной модели не требуется дополнительно изготавливать корпус, так как наличие элемента фиксации, закрепление с помощью диэлектрического клея краев полотен, а также укладка полотен в виде круговой намотки обеспечивают необходимую жесткость конструкции, что также позволяет разместить в том же объеме большее количество активного вещества и тем самым повысить удельную энергоемкость батареи.

Заявляемая полезная модель по сравнению с ближайшим аналогом имеет более простое конструктивное и технологическое решение как за счет уменьшения количества элементов, необходимых для изготовления батареи, так и за счет сокращения количества операций по сборке батареи.

Claims (1)

1. Батарея источников тока, содержащая биполярные электроды, электролит, сепараторы, крайние монополярные электроды и токосъемы, отличающаяся тем, что сепараторы выполнены, по крайней мере, в виде двух полотен, установленных с наложением друг на друга, внутренняя поверхность одного из полотен содержит чередующиеся слои токопроводящего клея, активного вещества анода, диэлектрического клея и активного вещества катода, внутренняя поверхность другого полотна содержит чередующиеся слои диэлектрического клея, активного вещества катода, токопроводящего клея и активного вещества анода, батарея также дополнительно содержит элемент фиксации, на котором закреплены с помощью диэлектрического клея одни края полотен с последующей круговой намоткой вокруг элемента фиксации этих полотен и закреплением на внешней поверхности батареи с помощью диэлектрического клея других краев полотен.

   

Images