Батарея литиевых химических источников тока

Изобретение относится к области электротехники, в частности к батареям на основе литиевых химических источников тока (ЛХИТ). Согласно изобретению, батарея ЛХИТ содержит герметичный контейнер с крышкой, набор электрически соединенных ЛХИТ, размещенных в контейнере, и электрические разъемы для подключения нагрузки и средств контроля и управления, при этом набор ЛХИТ включает две независимые цепи из 6 последовательно соединенных ЛХИТ. Набор ЛХИТ может состоять из 4-х блоков, каждый из которых включает 3 последовательно соединенных ЛХИТ. Каждые два блока из четырех могут быть включены параллельно. Элементы в блоках могут быть установлены таким образом, чтобы плоскости электродных пластин ЛХИТ, входящих в блоки, были перпендикулярны плоскости крышки контейнера, а батарея плоскостью крышки установлена на термоплату. В качестве ЛХИТ могут быть взяты ЛХИТ электрохимической системы литий-фторуглерод. Техническим результатом является повышение удельных электрических и ресурсных характеристик батареи и обеспечение саморегулирования выравнивания токов в параллельных ветвях. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к батареям на основе литиевых химических источников тока (ЛХИТ).

Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является батарея ЛХИТ, содержащая прямоугольный корпус с крышкой, набор электрически соединенных ЛХИТ, размещенных в корпусе, и электрические разъемы для подключения нагрузки (батарея ВА 5590 производства фирмы SAFT, Проспект фирмы SAFT № 31067-2-1205, декабрь 2005 г.). Недостатком указанной батареи являются низкие удельные электрические и ресурсные характеристики, наличие разделительных диодов в параллельных цепях, отсутствие механизма выравнивания токов в параллельных ветвях.

Техническим результатом изобретения является повышение удельных электрических и ресурсных электрических характеристик батареи и обеспечение саморегулирования выравнивания токов в параллельных ветвях.

Указанный технический результат достигается тем, что батарея ЛХИТ содержит герметизированный контейнер с крышкой, набор электрически соединенных ЛХИТ, размещенных в контейнере, и электрические разъемы для подключения нагрузки и средств контроля и управления.

Целесообразно, чтобы набор ЛХИТ состоял из 4-х блоков, каждый из которых включает 3 последовательно соединенных ЛХИТ, при этом каждые два блока из четырех включены последовательно, а полученные при этом цепи - параллельно.

Целесообразно, чтобы блоки в контейнерах были установлены горизонтально таким образом, чтобы электродные пластины ЛХИТ, входящих в блоки, были перпендикулярны плоскости крышки контейнера. Такое расположение блоков выполнено для обеспечения оптимального режима теплоотвода, поскольку теплопроводность ЛХИТ в продольном направлении плоскости пластин на порядок выше, чем в поперечном.

Целесообразно, чтобы между парами блоков, соединенных электрически параллельно, была установлена пластина из материала с высокой теплопроводностью (тепловой мост) для обеспечения выравнивания температур параллельных цепей и, соответственно, выравнивания токов.

Целесообразно, чтобы батарея при эксплуатации устанавливалась плоскостью крышки на плоский теплообменник (термоплату) с целью обеспечения отвода избытка тепла при работе в космическом пространстве.

Такое выполнение набора батареи позволяет обеспечить оптимальный тепловой режим эксплуатации и соответственно обеспечить повышение удельных электрических и ресурсных характеристик батареи.

Целесообразно, чтобы в качестве ЛХИТ были взяты ЛХИТ электрохимической системы литий-фторуглерод. ЛХИТ указанной электрохимической системы обладает более высокими удельными электрическими и ресурсными характеристиками.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется примером практической реализации.

Пример реализации

Батарея 12ФУЛ-150М, (см. чертеж) содержит 12 элементов ФУЛ-150М поз.10, соединенных в две независимые электрические цепи (по шесть элементов в каждой). Электровыводы этих цепей присоединены к розеткам вывода положительного поз.3 и вывода отрицательного поз.5 батареи; электровыводы четвертого и шестого элементов каждой цепи присоединены к розетке отпаек поз.4.

Таким образом, батарея содержит две независимые параллельные цепи, каждая из которых состоит из шести последовательно соединенных элементов ФУЛ-150М.

Корпуса элементов изолированы стеклолентой, пропитанной эпоксидным компаундом. На боковые, переднюю и заднюю стенки металлического контейнера поз.2 приклеены эпоксидным компаундом электроизоляционные пластины поз.6, поз.9 из стеклотекстолита. На днище контейнера поочередно приклеены: полотно нетканое (прокладка), плоский электрообогреватель и пластина из алюминия 7 толщиной 2 мм (тепловой мост). Конструктивно каждые три элемента ФУЛ-150М склеены предварительно в единые блоки. Блоки элементов размещены в контейнере батареи и приклеены эпоксидным компаундом к алюминиевой пластине 7 (тепловой мост), которая обеспечивает равномерность теплового поля батареи. Соседние блоки элементов со стороны электровыводов изолированы разделительной планкой поз.12 и пластиной поз.13 из стеклотекстолита. Соединение элементов в две последовательные электрические цепи батареи осуществляется "жесткими" медными перемычками поз.8 (в пределах каждого блока) и перемычками поз.11 из гибкого медного провода (междублочные соединения). Перемычки присоединены к электровыводам элементов гайками. Электровыводы крайних элементов каждой из последовательных цепей батареи присоединены соответственно к выходным розеткам вывода положительного поз.3 и вывода отрицательного поз.5 батареи. Контейнер поз.2 закрыт плоской крышкой поз.1. В процессе эксплуатации батарея плоскостью крыши, поз.1, устанавливается на термоплату.

1. Батарея литиевых химических источников тока (ЛХИТ), содержащая герметичный контейнер с крышкой, набор электрически соединенных ЛХИТ, размещенных в контейнере, и электрические разъемы для подключения нагрузки и средств контроля и управления, отличающаяся тем, что набор ЛХИТ включает две независимые цепи из 6 последовательно соединенных ЛХИТ.

2. Батарея ЛХИТ по п.1, отличающаяся тем, что набор ЛХИТ состоит из 4 блоков, каждый из которых включает 3 последовательно соединенных ЛХИТ.

3. Батарея ЛХИТ по п.2, отличающаяся тем, что каждые два блока из четырех включены последовательно, а последовательные пары блоков - параллельно.

4. Батарея ЛХИТ по п.3, отличающаяся тем, что блоки в контейнере батареи установлены горизонтально, таким образом, чтобы плоскости электродных пластин ЛХИТ, входящих в блоки, были перпендикулярны плоскости крышки контейнера, а батарея плоскостью крышки установлена на термоплату.

5. Батарея ЛХИТ по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ЛХИТ взяты ЛХИТ электрохимической системы литий-фторуглерод.

6. Батарея по п.3, отличающаяся тем, что параллельно соединенные блоки ЛХИТ помещены в общий корпус.

7. Батарея по п.6, отличающаяся тем, что для выравнивания температур корпуса элементов, входящих в параллельные блоки, соединены «тепловым мостом», представляющим собой пластину из материала с высокой теплопроводностью (медь, алюминий).

8. Батарея ЛХИТ по п.7, отличающаяся тем, что на «тепловой мост» установлен плоский электронагреватель, предназначенный для предварительного разогрева батареи до рабочей температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к литиевым химическим источникам тока (ЛХИТ). .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к катодам литиевых химических источников тока (ЛХИТ). .
Изобретение относится к литиевой вторичной батареи с электролитом, содержащим соединения аммония. .

Изобретение относится к химическим источникам энергии с органическим электролитом. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к химическим источникам тока (ХИТ) электрохимической системы диоксид марганца -литий. .

Изобретение относится к новым способам получения бис(трифторметил)имидо солей общей формулы (I) [Ma+][(N(CF3) 2)-]a, где при а=1 Мa+ является катионом меди или серебра или при а=1 Мa+ обозначает катион общей формулы (III) [([Rb 1 Rc 2 Rd 3 Re 4]Ax)yKt] +, где Kt=N, P, As, Sb, S, Se; A=N, P, P(O), O, S, S(O), SO2, As, As(O), Sb, Sb(O); R1, R2 , R3 и R4, одинаковые или различные, обозначают Н, галоген, незамещенный алкил CnH2n+1, незамещенный C1-18-алкенил с одной или несколькими двойными связями, незамещенный C1-18-алкинил с одной или несколькими тройными связями, незамещенный циклоалкил С mH2m-1, незамещенный фенил, n=1-18, m=3-7, х=0 или 1, y=1-4, y=1 для х=0, причем, b, с, d, е обозначают, в каждом случае, 0 или 1 и b+c+d+e 0, А может включаться в различные положения R1 , R2, R3 и/или R4; группы, связанные с Kt, могут быть одинаковыми или различными; или при а=2 М a+ является катионом ртути, меди, цинка или кадмия, в котором, по крайней мере, один трифторметансульфонат общей формулы (II) (Мa+)[(OSO2CF3)-] a, где Мa+ имеет определенные выше значения, в растворе органического растворителя вводят в реакцию с бис(трифторметил)имидо-рубидием и таким образом полученная бис(трифторметил)имидо-соль общей формулы (I) может быть очищена и/или выделена обычными методами.

Изобретение относится к первичным и вторичным батареям, в которых анод содержит магний. .

Изобретение относится к композиционным электролитам и химическим источникам электрической энергии
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве первичных литиевых источников тока. Способ получения электролита для литиевых химических источников тока осуществляется путем растворения лития хлорнокислого в пропиленкарбонате. Литий хлорнокислый загружают в реактор навесками через определенные промежутки времени при температуре раствора 45-60°C. При отгонке воды в рубашке реактора используется теплоноситель с температурой 130-160°C, а давление в реакторе в конце отгонки составляет 1,33-1,6 кПа (10-12 мм рт.ст) при массовой доле воды 0,015-0,025%. Литий хлорнокислый загружают в реактор тремя навесками, масса навесок составляет от 2,45 до 2,55 кг, а их загрузка осуществляется с интервалом от 12 до 16 минут. Технический результат - повышение качества и стабильности состава приготавливаемого электролита для литиевых источников тока с низким содержанием воды, которое позволит повысить стабильность электрохимической системы и сохраняемость источника тока до 25 лет при отсутствии роста внутреннего давления. 1 з.п. ф-лы.

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к производству первичных химических источников тока (ХИТ) на основе сплава лития, и может быть использовано в качестве источника автономного питания бортовой аппаратуры и специальной техники. Первичный химический источник тока содержит корпус, заполненный неводным органическим электролитом, в котором размещен анод, содержащий анодный активный материал в виде литийсодержащего сплава следующего состава, мол.%: литий 70-78; олово 22,0-30,0; висмут 0,02-0,7 (легирующая добавка), с образованием интерметаллидной фазы литий-олово. Слой сплава нанесен на токоотвод - подложку. В корпусе размещены катод, содержащий смесь оксидов серебра, и сепаратор, разделяющий анод и катод, выполненный в виде микропористой полипропиленовой пленки. В качестве электролита используют гель-электролит, содержащий перхлорат лития, пропиленкарбонат, диметоксиэтан, диметилформамид, полиакрилонитрил или его сополимеры. Снижение саморазряда источника тока, повышение надежности его работы при расширении диапазона разрядных токов является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве первичных литиевых источников тока. Способ получения электролита для первичных литиевых источников тока осуществляется путем смешения лития хлорнокислого, диметоксиэтана и пропиленкарбоната. Предварительно готовят концентрированный раствор лития хлорнокислого в пропиленкарбонате с пониженным содержанием воды при следующем соотношении, мас.%: литий хлорнокислый - 17-21; пропиленкарбонат - 79-83, затем смешивают концентрированный раствор диметоксиэтан и пропиленкарбонат под давлением 20-60 кПа (0,2-0,6 кгс/см2) в течение 2-5 мин при следующем соотношении, мас.%: концентрированный раствор - 27-38; диметоксиэтан - 10-19; пропиленкарбонат - 52-54. Снижение роста внутреннего давления источника тока, нормализация растворимости литиевого электрода и, как следствие, повышение срока службы источника тока является техническим результатом изобретения. 3 табл.

Изобретение относится к литиевым источникам тока, а именно к разработке литий-фторуглеродных элементов (ЛФЭ), обладающих улучшенными разрядными характеристиками при низких температурах. Низкотемпературный ЛФЭ содержит фторуглеродный катод, анод из металлического лития, сепаратор и электролит, содержащий соль, растворенную в смеси растворителей, при этом электролит включает соль LiPF6 в смеси этиленкарбонат/диметилкарбонат/метилэтилкарбонат (1:1:3). Электролит дополнительно может содержать добавку краун-эфира в количестве 0,5-50 об. %. В качестве добавки электролит может содержать «15-краун-5». Улучшение разрядных характеристик литиевой батареи в условиях пониженных температур является техническим результатом изобретения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к батареям на основе литиевых химических источников тока

Наверх