Электрохимическое устройство



Электрохимическое устройство
Электрохимическое устройство

 


Владельцы патента RU 2608759:

Туманов Владимир Леонидович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям на основе двухслойных конденсаторов - суперконденсаторов. Электрохимическое устройство содержит сборный пакет единичных электрохимических элементов, при этом каждый электрохимический элемент выполнен в виде по меньшей мере двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку электродов, либо свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами на противоположных сторонах рулона. Катодный и анодный концевые токоотводы каждой пары смежных электрохимических элементов соединены с общей электропроводящей деталью, выходящей за контуры электродного рулона. Между соседними электропроводящими деталями расположены разделяющие их диэлектрические дистанционирующие вставки, образующие замкнутый герметичный контур вокруг электрохимических элементов, что практически полностью исключает переходное сопротивление между ними, что позволяет повысить мощностные характеристики батареи. Снижение трудоемкости сборки пакета и повышение КПД устройства является техническим результатом изобретения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям двойнослойных конденсаторов - суперконденсаторов.

Из уровня техники известно электрохимическое устройство, содержащее сборный пакет единичных электрохимических элементов в ламинирующем корпусе, каждый из которых выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах рулона (см. RU 140924, кл. H01G 11/12, опубл. 20.05.2014). Недостатками известного устройства являются сложность изготовления, невозможность поддержания избыточного внутреннего давления и высокие контактные сопротивления элементов батареи, что повышает внутреннее сопротивление электрохимического устройства.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении изготовления и повышении КПД устройства. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в электрохимическом устройстве, содержащем сборный пакет единичных электрохимических элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку электродов либо свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах рулона, катодный и анодный концевые токоотводы каждой пары смежных электрохимических элементов соединены с общей электропроводящей деталью, выходящей за контуры электродного рулона, причем между соседними электропроводящими деталями расположены разделяющие их диэлектрические дистанционирующие вставки, образующие замкнутый герметичный контур вокруг электрохимических элементов. Электропроводящие детали с одной стороны от электрохимических элементов за вставками могут быть соединены с платами электронного управления. С другой стороны от электрохимических элементов вставки могут быть снабжены дополнительными электровыводами. Вставки предпочтительно снабжены клапанами или сапунами.

На чертеже представлена схема компоновки пакета единичных электрохимических элементов в предлагаемом устройстве.

Электрохимическое устройство представляет собой сборный пакет единичных электрохимических элементов 1, заключенный внутри корпусных элементов (на чертеже не показаны) - двух фланцев и набора плоских стяжек для сжатия и фиксации электрохимических элементов 1 в пакете. Каждый электрохимический элемент 1 выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами 2, аналогично прототипу, или собранных в стопку электродов (стековая сборка, electrode foils stacking).

Особенностью предлагаемой конструкции является то, что для каждой пары смежных электрохимических элементов 1 их токоотводы 2 сваркой или болтами соединены с общей гибкой электропроводящей деталью 3, выходящей за контуры электродного рулона (длина и ширина детали 3 больше длины и ширины элемента 1), т.е. к одной поверхности детали 3 электрически присоединен катодный токоотвод 2 одного элемента 1, а к другой поверхности - анодный токоотвод 2 другого элемента 1. Соответственно, к концевым элементам 1 деталь 3 подсоединена только с одной стороны. Между соседними электропроводящими деталями 3 расположены разделяющие их диэлектрические дистанционирующие вставки 4, образующие замкнутый герметичный контур вокруг электрохимических элементов 1. Такая конструкция практически полностью исключает переходные сопротивления между элементами 1, что позволяет значительно повысить мощностные характеристики батареи. При этом промежуточные пластины исключены из конструкции, а их функцию охлаждения и контроля напряжения на элементах выполняют выступающие детали 3.

С одной стороны от электрохимических элементов 1 за вставками 4 электропроводящие детали 3 соединены с платами электронного управления 5. С другой стороны вставки 4 снабжены дополнительными электровыводами 6 для третьего электрода, обеспечивающими возможность формирования литий-ионных аккумуляторов. Каждая вставка 4 снабжена одним или более герметичным клапаном, имеющим функцию предохранительного или заправочного, а также вентиляционными сапунами (на чертеже не показаны). На вставках 4 могут также быть выполнены приливы, выступы и другие элементы, обеспечивающие возможность крепления к корпусным деталям.

Предлагаемая конструкция электрохимического устройства с общими для смежных элементов 1 деталями 3 за счет снижения количества составных частей и трудоемкости сборки значительно упрощает его изготовление, при этом снижая внутреннее сопротивление и тем самым увеличивая КПД.

1. Электрохимическое устройство, содержащее сборный пакет единичных электрохимических элементов, каждый из которых выполнен в виде двух электродов и по меньшей мере двух сепараторов, собранных в стопку электродов либо свернутых в плоский рулон и с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах рулона, отличающееся тем, что катодный и анодный концевые токоотводы каждой пары смежных электрохимических элементов соединены с общей электропроводящей деталью, выходящей за контуры электродного рулона, причем между соседними электропроводящими деталями расположены разделяющие их диэлектрические дистанционирующие вставки, образующие замкнутый герметичный контур вокруг электрохимических элементов.

2. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что электропроводящие детали с одной стороны от электрохимических элементов за вставками соединены с платами электронного управления.

3. Электрохимическое устройство по п. 2, отличающееся тем, что с другой стороны от электрохимических элементов вставки снабжены дополнительными электровыводами.

4. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что вставки снабжены клапанами или сапунами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аккумуляторным батареям. Технический результат - обеспечение баланса напряжений при сохранении высокой емкости.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для соединения аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея (1) разъемно соединена с несколькими однотипными аккумуляторными батареями (1a, 1b) для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса (5, 6; 15, 16), из которых соответственно два присоединительных полюса (5, 6), которые соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам (15, 16) смежной аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение прочности матрицы.

Изобретение относится к системе для подключения электрических токопроводящих дорожек. Технический результат - обеспечение возможности устойчивого к повреждениям и надежного в эксплуатации подключения межэлементных соединителей (17), например тягового аккумулятора (11), проводящих повышенные токи к устройству управления батареей (21).

Заявляемое изобретение относится к способу изготовления соединительной перемычки для соединения контактных узлов в свинцовых аккумуляторных батареях. Способ изготовления перемычки включает очистку концов заготовки из медного многожильного кабеля, травление концов отрезков кабеля в растворе хлористого цинка, кратковременное погружение их в расплав оловянистого припоя, травление луженых концов кабеля в растворе хлористого цинка, их кратковременное погружение в расплав свинца с температурой выше температуры расплава оловянистого припоя, поочередное закрепление каждого освинцованного конца отрезка кабеля в предварительно прогретой литейной форме и отливку соответствующего клеммного наконечника из свинцового сплава с температурой, превышающей температуру расплава при свинцевании концов отрезков кабеля, с формированием биметаллического соединения «медный кабель - клеммный наконечник», и равномерное обжатием медных жил сплавом свинца за счет его объемной усадки при застывании и охлаждении отливки.

Изобретение относится к накопителям электрической энергии. .

Изобретение относится к стойкому к окислению внешнему соединителю для аккумуляторных элементов. .

Изобретение относится к электрическим двухслойным конденсаторам. .

Изобретение относится к батарее и способу ее крепления к одежде. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве наконечников проводов, присоединяемых к источникам питания, в частности к аккумуляторным батареям.

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к металлофольговому электроду из литиевой фольги. Предложенный металлофольговый электрод содержит: i) усиливающий слой, образованный из пористой непроводящей подложки, и ii) первый и второй слои металлической фольги, выполненной содержащей литий и/или натрий, причем усиливающий слой расположен между первым и вторым слоями металлической фольги и соединен предпочтительно давлением с ними с образованием композитной структуры, имеющей толщину 100 микрон или менее.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и батарей на их основе, предназначенных для использования в качестве накопителей энергии для электротранспорта, альтернативной энергетики, источников бесперебойного питания, систем рекуперации электроэнергии и выравнивания сетевых нагрузок.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к силовой установке электромобиля, электромобилю с такой силовой установкой и способу обогрева аккумуляторной батареи электромобиля.

Изобретение относится к системе охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея содержит множество призматических элементов батареи, первый и второй коллекторы охлаждающей среды и множество гофрированных пластин потока, чередующихся со множеством элементов батареи, причем каждая пластина потока простирается от первого коллектора на второй коллектор и обеспечивает множество каналов потока для переноса среды от первого коллектора ко второму коллектору, причем каждая пластина из множества гофрированных пластин потока представляет собой выдавленную пластмассовую структуру, которая содержит первый и второй листы, непроницаемые для среды, и множество параллельных ребер, расположенных между листами, и соединяющих первый и второй листы, и указанное множество ребер образует множество каналов потока.

Изобретение относится к электротехнической промышленности. Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания искусственного спутника Земли (ИСЗ) заключается в проведении зарядов, хранении в заряженном состоянии подзарядов, при необходимости, разрядов, контроле напряжения аккумуляторов, отключении неисправных аккумуляторов из последовательной цепи аккумуляторов аккумуляторной батареи, периодической балансировке аккумуляторов по напряжению путем выбора аккумулятора с наименьшим напряжением, подключения к оставшимся аккумуляторам индивидуальных разрядных резисторов с последующим отключением соответствующих резисторов при достижении напряжения на соответствующих аккумуляторах уровня напряжения первоначально выбранного аккумулятора.

Изобретение относится к перезаряжаемому литиевому аккумулятору, а точнее к аккумулятору, в котором в качестве анода используется металлический литий. Устройство для продления срока службы батареи включает в себя электрод, имеющий металлическую часть, причем эта металлическая часть выбрана из группы, включающей литий, кальций, магний, натрий, калий и их комбинации, проницаемую для электролита мембрану и затравочный материал для роста дендритов металла, выполненный в виде слоя функционализированных наноуглеродных частиц, прилипших к обращенной к аноду стороне электроизолирующего барьерного элемента, расположенного между электродом и мембраной.

Изобретение относится к электромобилям. Силовая установка электромобиля содержит аккумуляторную батарею; обогреватель аккумуляторов; устройство управления аккумуляторами для прерывистого обогрева, когда температура батареи ниже порогового значения и остаточный заряд больше пороговой величины заряда.

Изобретение относится к анодному материалу с покрытием и к аккумулятору с металлическим анодом с покрытием. Техническим результатом изобретения является повышение прочности литиевого слоя анодного материала и снижение электрохимически неактивной массы.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Система управления транспортного средства содержит аккумуляторную батарею, обогреватель аккумуляторной батареи и вспомогательную систему кондиционирования воздуха, блок связи и блок управления.

Изобретение относится к способу получения электролита, включающему получение жидкого силикатного раствора, добавление неорганической кислоты, механическое перемешивание, отличающемуся тем, что получают жидкий силикатный раствор путем введения полисиликата натрия в раствор этиленгликоля в воде, содержание этиленгликоля в растворе этиленгликоля в воде составляет 33±1,6 мас.

Объектом настоящего изобретения является, в частности, проводящий электрод для системы (1) накопления электрической энергии с водным раствором электролита, где указанный электрод содержит металлический коллектор тока (3) и активное вещество (7), причем указанный металлический коллектор тока (3) содержит защитный проводящий слой (5), расположенный между указанным металлическим коллектором тока (3) и указанным активным веществом (7), отличающийся тем, что указанный защитный проводящий слой (5) содержит: от 30 до 85 мас.% в расчете на сухое вещество сополимерной матрицы, от 70 до 15 мас.% в расчете на сухое вещество проводящего наполнителя в дополнение к массовому количеству (в расчете на сухое вещество) сополимера, так чтобы в сумме получалось 100%.
Наверх