Батарея конденсаторов (варианты)
Изобретение относится к электротехнике, в частности к батареям конденсаторов (вариантов) цилиндрической конструкции, например к конденсаторам с двойным электрическим слоем. Согласно изобретению, батарея конденсаторов содержит упругие поджимающие устройства тарельчатой формы со сферическими поверхностями. Выпуклая сферическая поверхность, примыкающая к пакету цилиндрических конденсаторных элементов, имеет радиус сферы, равный 5-10 диаметрам пакета, а радиус наружной вогнутой поверхности на 1-3 диаметра пакета больше радиуса выпуклой поверхности. Наружная поверхность упругого поджимающего устройства может быть выполнена плоской или в виде выпуклого конуса с углом при вершине 175-178°. Также, согласно изобретению, упругое поджимающее устройство состоит из центрального диска с плоской поверхностью со стороны пакета конденсаторных элементов, диаметр которого равен 0,5-0,7 диаметра пакета, и тарельчатой пружины. Центральный диск со стороны пакета снабжен цилиндрическим или торообразным пояском, а центральное отверстие тарельчатой пружины имеет проточку со стороны пакета, обеспечивающие сопряжение центрального диска с тарельчатой пружиной. Изобретение позволяет уменьшить габаритные размеры и снизить удельные энергетические и мощностные параметры. 4 с.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции корпуса конденсаторов цилиндрической формы с двойным электрическим слоем, предназначенным для работы в качестве импульсных источников тока в электросистемах, требующих организации импульсных разрядов (сварочные аппараты, системы запуска двигателей и т.п.), а также в качестве буферных накопителей электроэнергии в комбинированных энергоустановках для электромобилей и др. транспортных средств.
Известны конденсаторы с двойным электрическим слоем (патент РФ N 2041516, МКИ H 01 G 9/00, 25.11.1992, ООО "Эконд"), содержащий корпус, выполненный в виде оболочки из упругого листового металла, неразъемно и герметично соединенной с силовыми плитами, внутри которого размещен установленный между токосъемными пластинами с токовыводами, снабженный изоляцией и сжатый при определенном усилии пакет конденсаторных элементов, каждый из которых содержит два пористых электрода, разделенных ионопроводящим сепаратором, электролит и токосъемники, охватывающие электроды и разделенные по периметру конденсаторного элемента диэлектрической прокладкой. Каждая из силовых плит выполнена из листового металла в виде полой оболочки, внутренний объем которой заполнен набором пластин, причем плоскость пластин расположена вдоль направления сжатия пакета конденсаторных элементов и которые образуют двумерную решетку, неразъемно соединенную с оболочкой плит. Данное техническое решение имеет следующие недостатки. Более легкие по сравнению с монолитными силовые плиты в виде двумерной решетки приводят к существенному увеличению их толщины (в 2-4 раза), а следовательно, к увеличению размеров конденсатора в направлении сжатия пакета конденсаторных элементов и ухудшению удельных габаритных характеристик. Решетчатая конструкция силовых плит сложна и трудоемка в изготовлении, требует ряда специальной оснастки, удорожает стоимость изготовления конденсаторов. Кроме того, плоскопараллельная конструкция силовых плит не позволяет при сжатии пакета конденсаторных элементов полностью выдавить из конденсаторных элементов избытка электролита, оставшегося после заправки конденсаторных элементов электролитом, т. к. при сжатии пакета вначале происходит смыкание диэлектрических прокладок и герметизация внутренних полостей конденсаторных элементов. Электролитный зазор определяется строительной высотой сжатых прокладок, а не строительной высотой сепараторов. Это в свою очередь приводит к увеличению внутреннего сопротивления конденсатора. Известна также конденсаторная батарея, выбранная в качестве прототипа (см. SU N 1075318A, МКИ H 01 G 9/13, 10.11.1984, НПО "КВАНТ"), содержащая между конденсаторными элементами пружинные тарельчатые токоотводы, обеспечивающие поджим и надежный электрический контакт. Тарельчатые пружины изготавливаются из специальных сталей с последующей термикрообработкой, вследствие чего они имеют более низкую электропроводность. Их применение в конструкции конденсаторов приводит к увеличению габаритных размеров, снижению удельных энергетических и мощностных параметров и увеличению стоимости изготовления. Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что в батарее конденсаторов, содержащей корпус, пакет цилиндрических конденсаторных элементов и упругие поджимающие устройства тарельчатой формы, согласно изобретению, упругие поджимающие устройства тарельчатой формы ограничены выпуклой и вогнутой сферическими поверхностями, причем выпуклая сферическая поверхность, примыкающая к пакету цилиндрических конденсаторных элементов, имеет радиус, равный 5-10 диаметрам пакета цилиндрических конденсаторных элементов, а радиус наружной сферической поверхности больше радиуса выпуклой сферической поверхности на 1-3 диаметра пакета цилиндрических конденсаторных элементов, при этом толщина прижимающего устройства по оси пакета цилиндрических конденсаторных элементов определяется требуемым усилием сжатия и механическими характеристиками применяемого материала. Предлагаемая конструкция упругих поджимающих пакет конденсаторных элементов устройств обеспечивает постепенное вытеснение избытка электролита при сжатии пакета в направлении от центра к периферии конденсаторных элементов. При этом обеспечивается минимальный электролитный зазор, определяемый толщиной сепараторов, а следовательно, и минимальное внутреннее сопротивление батареи конденсаторных элементов в целом. На последнем этапе сжатия пакета происходит распрямление выпуклой поверхности поджимающего устройства в плоскость и герметизация конденсаторных элементов по периметру. Затем производится нейтрализация электролита, отмывка периметра от остатков нейтрализованного электролита, сушка и установка упругой обечайки, которая неразъемно, например, при помощи сварки соединяется с поджимающим устройством по его периметру. Поставленная цель достигается также выполнением в известном устройстве упругого поджимающего устройства тарельчатой формы, ограниченного выпуклой поверхностью, примыкающей к пакету цилиндрических конденсаторных элементов с плоской наружной поверхностью, или наружной поверхностью в виде выпуклого конуса с углом при вершине 175-178o или тем, что упругое поджимающее устройство состоит из центрального диска с плоской поверхностью со стороны пакета цилиндрических конденсаторных элементов, диаметр которого равен 0,5-0,7 диаметра пакета цилиндрических конденсаторных элементов, и тарельчатой пружины с коническими не пересекающимися в пространстве поверхностями, причем центральный диск со стороны пакета цилиндрических конденсаторных элементов снабжен цилиндрическим или торообразным пояском, высота которого равна 0,25-0,5 толщины центрального диска, а наружный диаметр на 3-10 мм больше диаметра центрального диска, при этом нижняя часть тарельчатой пружины по контуру центрального отверстия, диаметр которого равен диаметру диска, имеет проточку глубиной, равной высоте пояска диска, и диаметром на 1-3 мм больше наружного диаметра пояска. Приведенный анализ уровня техники показал, что заявляемая совокупность существенных признаков, изложенных в формуле, неизвестна. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Для проверки соответствия заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен поиск технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявляемого изобретения. Установлено, что заявляемое изобретение не следует для специалиста в данной области техники явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". Сущность изобретения поясняется чертежами и описанием устройства. На фиг. 1 представлено прижимное устройство 1 со сферическими поверхностями, выпуклая поверхность 2 имеет радиус сферы Rсф.вып. = 5-10 Dпк, где Dпк - наружный диаметр пакета конденсаторов. Внешняя вогнутая поверхность 3 имеет радиус сферы Rсф.вогн. = Rсф.вып. + (1-3)Dпк. Отверстие 4 предназначено для токовывода. h - толщина прижимного устройства по оси пакета цилиндрических конденсаторных элементов. На фиг. 2 изображено прижимное устройство с внешней поверхностью в виде плоскости 5. На фиг. 3 показано прижимное устройство с внешней конической поверхностью 6. На фиг. 4 показано прижимное устройство 7, состоящее из центрального диска 8, снабженного выступом 9, и тарельчатой пружины 10 с канавкой 11. На фиг. 5 представлена батарея конденсаторов 12 в собранном виде. Батарея конденсаторов содержит корпус 13, пакет цилиндрических конденсаторных элементов 14 с токовыводами 15 и изоляционными прокладками 16, упругие прижимающие устройства 17. Заявленная батарея конденсаторов была реализована на макете с пакетом из 30 конденсаторных элементов с двойным электрическим слоем наружным диаметром 90 мм (диаметр электродов 83 мм). Прижимное устройство состояло из двух частей: центрального диска диаметром 60 мм и высотой 7 мм и тарельчатой пружины с коническими поверхностями наружным диаметром 100 мм, толщина пружины 5 мм, прогиб до полного распрямления 2,5 мм, контролируемый прогиб в батарее конденсаторов 2,0 мм, материал центрального диска и тарельчатой пружины 60C2A, усилие прижима составило 3600 кГ, что соответствует удельной нагрузке на электрод - 56,6 кГ/см2. Полученная величина близка к удельным нагрузкам на электроды серийно выпускаемых импульсных конденсаторов энергетических (с двойным электрическим слоем) по ТУ. По сравнению с выпускаемыми серийно изделиями высота устройства при тех же электрических параметрах уменьшилась со 180 мм до 160 мм, а внутреннее сопротивление уменьшилось на 12%. На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое устройство может быть реализовано на практике с достижением указанного технического результата и, следовательно, соответствует критерию "промышленная применимость".Формула изобретения
1. Батарея конденсаторов, содержащая корпус, пакет цилиндрических конденсаторных элементов и упругие поджимающие устройства тарельчатой формы, отличающаяся тем, что упругие поджимающие устройства тарельчатой формы ограничены выпуклой и вогнутой сферическими поверхностями, причем выпуклая сферическая поверхность, примыкающая к пакету цилиндрических конденсаторных элементов, имеет радиус сферы, равный 5 - 10 диаметрам пакета цилиндрических конденсаторных элементов, а радиус наружной вогнутой сферической поверхности больше радиуса выпуклой сферической поверхности на 1 - 3 диаметра пакета цилиндрических конденсаторных элементов. 2. Батарея конденсаторов, содержащая корпус, пакет цилиндрических конденсаторных элементов и упругие поджимающие устройства тарельчатой формы, отличающаяся тем, что упругие поджимающие устройства тарельчатой формы ограничены выпуклой поверхностью, примыкающей к пакету цилиндрических конденсаторных элементов, наружная поверхность упругого поджимающего устройства выполнена плоской. 3. Батарея конденсаторов, содержащая корпус, пакет цилиндрических конденсаторных элементов и упругие поджимающие устройства тарельчатой формы, отличающийся тем, что упругие поджимающие устройства тарельчатой формы ограничены выпуклой поверхностью, примыкающей к пакету цилиндрических конденсаторных элементов и имеют наружную поверхность в виде выпуклого конуса с углом при вершине 175 - 178°. 4. Батарея конденсаторов, содержащая корпус, пакет цилиндрических конденсаторных элементов и упругие поджимающие устройства тарельчатой формы, отличающаяся тем, что упругое поджимающее устройство состоит из центрального диска с плоской поверхностью со стороны пакета цилиндрических конденсаторных элементов, диаметр которого равен 0,5 - 0,7 диаметра пакета цилиндрических конденсаторных элементов, и тарельчатой пружины с коническими, не пересекающимися в пространстве поверхностями, причем центральный диск со стороны пакета цилиндрических конденсаторных элементов снабжен цилиндрическим или торообразным пояском, высота которого равна 0,25 - 0,5 толщины центрального диска, наружный диаметр на 3 - 10 мм больше диаметра центрального диска, при этом нижняя часть тарельчатой пружины по контуру центрального отверстия, диаметр которого равен диаметру центрального диска, имеет проточку глубиной, равной высоте пояска с диаметром на 1 - 3 мм больше наружного диаметра пояска.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Похожие патенты:
Изобретение относится к электротехнике, в частности к рабочему электролиту для конденсатора, способу его приготовления и алюминиевому электролитическому конденсатору с таким электролитом, работающему при напряжениях 16-63 В в интервале рабочих температур от минус 60 до 105°С
Изобретение относится к производству алюминиевых электролитических конденсаторов
Изобретение относится к области электротехники, в частности к рабочему электролиту для конденсатора, преимущественно для алюминиевого электролитического конденсатора, на номинальные напряжения 6,3-63 В и рабочие температуры от минус 60 до 105°С, в состав которого входят, в мас.%: лактон - 20-70, амидосодержащее соединение - 10-50, дикарбоновая кислота или ее аммонийная соль - 3-30, третичный алифатический амин - 3-30, ароматическое нитросоединение - 0-8, ортофосфорная кислота - 0-6, бензойная кислота или ее аммонийная соль - 0-5, деионизованная вода - 0-5; а также к его способу приготовления и алюминиевому электролитическому конденсатору с таким рабочим электролитом
Изобретение относится к производству алюминиевых электролитических конденсаторов
Изобретение относится к электролитическим конденсаторам
Изобретение относится к литий-углеродному электрохимический конденсатору и способу его изготовления. Внутри термостатируемого объема конденсатора расположен положительный электрод, выполненный из углеродного наноматериала с высокой удельной поверхностью, выполненный из смеси высокопористого активированного угля с углеродными наночешуйками и углеродными нанотрубками, к которым добавлены оксидные соединения лития, отрицательный электрод, выполненный из литий-углеродного нанокомпозита, в виде мелкодисперсного графита с добавлением или без добавления наночастиц металлического лития. Способ изготовления литий-углеродного электрохимического конденсатора включает приготовление электродных смесей для катода и анода; диспергирование приготовленных электродных смесей со связующими; прессование пластин или листов; сушку прессованных пластин или листов в инертной атмосфере или под вакуумом; соединение прессованных пластин или листов, заправку электролитом на основе растворимой литиевой соли и растворителя в сухих условиях; вакуумирование заправленной сборки в зажатом состоянии и ее герметизацию; предварительную электрохимическую обработку для образования литий-углеродного нанокомпозита. Повышение удельной емкости и срока службы конденсатора является техническим результатом изобретения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
Электрохимическое устройство для накопления энергии относится к электротехнике, в частности к конструкции электрохимического устройства, аккумулирующего электрическую энергию, и может быть использовано в современной энергетике, например в системах аварийного энергоснабжения, в устройствах, аккумулирующих энергию рекуперативного торможения на транспорте, в качестве тяговых батарей для электротранспорта (электромобилях, гибридных электромобилях). Электрохимическое устройство для накопления энергии включает корпус, установленные в нем по крайней мере два углеродных электрода, пропитанные водным галогенидным электролитом, сепаратор, размещенный между электродами, и коллекторы. Один электрод пропитан концентрированным водным раствором галогенидов элементов первой, или второй, или третьей группы главных подгрупп периодической системы или их смесью, а именно, концентрированным водным раствором бромида лития, или бромида натрия, или их смесью с концентрацией не менее 38%. Второй электрод пропитан концентрированным водным раствором галогенидов элементов второй, или третьей группы побочных подгрупп периодической системы, или их смесями, или водным раствором бромида цинка, или бромида кадмия с концентрацией 1-80%. Сепаратор выполнен из полипропилена с диаметром пор менее 0,5 мкм. Оба электрода выполнены из углеволокнистого тканого материала. Конструкция электрохимического устройства для накопления энергии обеспечивает эффективную работу в различных режимах за счет осуществления оптимальных электрохимических реакций на разных электродах при соответствующих потенциалах разными электролитами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.,1 табл.,3 пр.
Изобретение относится к производству конденсатора с двойным электрическим слоем. Техническим результатом изобретения является создание конденсатора с двойным электрическим слоем с низким эквивалентным последовательным сопротивлением на номинальное напряжение 2,5 В с диапазоном рабочих температур от минус 55 до 65°С, в том числе работающих при пиковых токовых нагрузках с отсутствием снижения рабочего напряжения при пониженных температурах. Согласно изобретению в состав рабочего электролита входят: ионогены 12-47 мас.%, смесь органических растворителей, где основной растворитель ацетонитрил занимает 30-78 мас.%, а сорастворитель из числа нитрилов, или циклических карбонатов, или лактонов, или эфиров, или циклических эфиров 5-35 мас.%, при этом электролит дополнительно содержит газопоглощающую добавку 0,1-5 мас.%. Способ приготовления рабочего электролита включает растворение ионогена в одном из растворителей при комнатной температуре при скорости перемешивания 60 об/мин, добавление основного растворителя с перемешиванием раствора в течение 12-48 часов, после чего растворитель с растворенным ионогеном подвергают осушению молекулярным ситом при непрерывном перемешивании, и затем после добавления газопоглощающей добавки смесь подвергают нагреву до 50°С. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 табл.
