Электрохимическое устройство



Электрохимическое устройство
Электрохимическое устройство
Электрохимическое устройство
Электрохимическое устройство

 


Владельцы патента RU 2608762:

Туманов Владимир Леонидович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям двойнослойных конденсаторов - суперконденсаторов. Электрохимическое устройство содержит корпусные элементы и сборный пакет единичных электрохимических элементов, где каждый электрохимический элемент выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку или свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами на противоположных сторонах, при этом концевые токоотводы электрохимических элементов соединены с плоскими электропроводящими деталями, выходящими за контуры электрохимического элемента, а между указанными деталями расположены электроизоляционные рамки с эластичными краями. Рамки образуют замкнутый герметичный контур вокруг каждого электрохимического элемента и выполнены с возможностью удержания внутреннего давления от 0.01 до 1 МПа. Изобретение позволяет упростить изготовление и сборку, а также повысить КПД устройства. 6 з.п. ф-лы, 9 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 корпусные элементы и сборный пакет единичных электрохимических элементов, каждый из которых выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку или свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах стопки или рулона (см. патент RU 140924, кл. H01G 11/12, опубл. 20.05.2014). Недостатками известного устройства являются невозможность поддержания избыточного внутреннего давления и высокие контактные сопротивления входящих в батарею элементов, что повышает внутреннее сопротивление электрохимического источника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении изготовления и сборки, а также повышении КПД устройства. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в электрохимическом устройстве, содержащем корпусные элементы и сборный пакет единичных электрохимических элементов, каждый из которых выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку или свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах стопки или рулона, концевые токоотводы электрохимических элементов соединены с плоскими электропроводящими деталями, выходящими за контуры электрохимического элемента, а между указанными деталями расположены электроизоляционные рамки с эластичными краями, образующие замкнутый герметичный контур вокруг каждого электрохимического элемента и выполненные с возможностью удержания внутреннего давления от 0.01 до 1 МПа. Электроизоляционные рамки могут быть выполнены комбинированными из жесткого и эластичного материалов или полностью быть выполнены из эластичного материала и в поперечном сечении иметь П-, С-, М-, или S-образную форму. Электроизоляционные рамки могут быть снабжены дополнительными электровыводами, а также клапанами или сапунами, а на их наружной поверхности предпочтительно выполнены крепежные элементы для фиксации корпусных элементов. Корпусные элементы предпочтительно снабжены цилиндрическими или тарельчатыми пружинами или упругим элементом в виде заполненной газом эластичной оболочки.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого электрохимического устройства;

на фиг. 2 - один из его единичных электрохимических элементов с парой электропроводящих деталей и электроизоляционной рамкой;

на фиг. 3-7 - варианты поперечного сечения полностью эластичной электроизоляционной рамки;

на фиг. 8-9 - варианты поперечного сечения комбинированной электроизоляционной рамки.

Предлагаемое электрохимическое устройство состоит из корпусных элементов (скоб 1 и концевых крышек 2) и сборного пакета единичных электрохимических элементов 3. Крышки 2 снабжены цилиндрическими или тарельчатыми пружинами 4 или упругим элементом в виде заполненной газом эластичной оболочки (на чертежах не показана) для сжатия пакета единичных электрохимических элементов 3. Каждый элемент 3 выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку или свернутых в плоский рулон (на чертежах не показано) с концевыми катодным и анодным токоотводами 5 на противоположных сторонах. Концевые токоотводы 5 соединены с плоскими электропроводящими деталями 6 в виде пластин, по длине и ширине выходящих за контуры электрохимического элемента 3. Между каждой парой смежных деталей 6 расположена электроизоляционная рамка 7 с эластичными краями 8, образующая замкнутый герметичный контур вокруг элемента 3 и выполненная с возможностью удержания внутреннего давления от 0.01 до 1 МПа. Рамка 7 может быть выполнена комбинированной с центральной жесткой вставкой 9 и эластичными краями 8 или полностью быть выполнена из эластичного материала и в поперечном сечении иметь П-, С-, М-, S-образную или иную форму (см. фиг. 3-7). Для удобства и безопасности эксплуатации рамку 7 снабжают дополнительными электровыводами, а также предохранительными и/или противоаварийными и/или заправочными клапанами или сапунами (на чертежах не показаны). На наружной поверхности рамки 7 выполняют крепежные элементы для фиксации скоб 1.

Предложенная конструкция электрохимического устройства за счет оснащения перемежающимися электропроводящими пластинами и гибкими рамками позволяет воспринимать нагрузки сжатия и поддерживать внутри образованного замкнутого контура избыточное внутреннее давление от 0.01 до 1 МПа, что значительно увеличивает КПД устройства, уменьшает его внутреннее сопротивление и расширяет рабочий интервал температур на 30-40°С. При этом за счет отсутствия специальной коммутации элементов, устройство просто в изготовлении и сборке, имеет уменьшенные массогабаритные характеристики и себестоимость.

1. Электрохимическое устройство, содержащее корпусные элементы и сборный пакет единичных электрохимических элементов, каждый из которых выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, собранных в стопку или свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах стопки или рулона, отличающееся тем, что концевые токоотводы электрохимических элементов соединены с плоскими электропроводящими деталями, выходящими за контуры электрохимического элемента, а между указанными деталями расположены электроизоляционные рамки с эластичными краями, образующие замкнутый герметичный контур вокруг каждого электрохимического элемента и выполненные с возможностью удержания внутреннего давления от 0.01 до 1 МПа.

2. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроизоляционные рамки выполнены полностью из эластичного материала и в поперечном сечении имеют П-, С-, М-, или S-образную форму.

3. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроизоляционные рамки выполнены комбинированными из жесткого и эластичного материалов.

4. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности электроизоляционных рамок выполнены крепежные элементы для фиксации корпусных элементов.

5. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроизоляционные рамки снабжены клапанами или сапунами.

6. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроизоляционные рамки снабжены дополнительными электровыводами.

7. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпусные элементы снабжены цилиндрическими или тарельчатыми пружинами или упругим элементом в виде заполненной газом эластичной оболочки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к батарейному источнику электропитания, способному гарантировать нормальную работу электронного устройства. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечивается батарейный источник электропитания, содержащий корпус источника и множество выводов.

Изобретение относится к конструкциям держателей аккумуляторов транспортных средств. Конструкция держателя аккумулятора для транспортного средства содержит раму для аккумулятора из полимера, армированного волокном, неподвижно прикрепленную к кузову транспортного средства с использованием множества первых крепежных элементов.

Изобретение относится к адаптеру батарей. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к транспортным средствам. Устройство управления подачей энергии, установленное на транспортном средстве, содержит: генератор, приводимый в действие двигателем; первый и второй аккумуляторы, соединенные параллельно с генератором; SOC-датчик состояния заряда первого аккумулятора и контроллер заряда.

Изобретение относится к системе аккумулирования энергии. Система аккумулирования энергии включает в себя модуль управления мощностью, соединенный с множеством энергетических модулей, каждый из которых включает в себя множество батарей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу изготовления заключенного в пленочную оболочку аккумулятора. Заключенный в пленочную оболочку аккумулятор (1) имеет аккумуляторный элемент (10), оснащенный множеством электродных пластин, наслоенных через сепараторы, и внешнюю пленку (40) для герметичной изоляции аккумуляторного элемента (10).

Изобретение относится к конструкции для сброса давления для установленного в транспортном средстве комплекта аккумуляторных батарей. Для выпуска внутренних газов наружу посредством разделимого отверстия слабо соединенной части, когда внутреннее давление отделения кожуха повышено вследствие образования газов в установленном в транспортном средстве комплекте аккумуляторных батарей, в котором аккумуляторный модуль размещается в нижней раме комплекта аккумуляторных батарей, верхняя крышка комплекта аккумуляторных батарей надежно соединена с нижней рамой комплекта аккумуляторных батарей через сильный адгезивный герметизирующий элемент и слабый адгезивный герметизирующий элемент, проходящие непрерывно по всему периметру соответствующих наружных периферийных краевых участков.

Изобретение относится к конструкции источника питания. Технический результат - исключение повреждения источника питания при неверном вставлении в отсек.

Изобретение относится к аккумуляторному модулю, в частности к аккумуляторному модулю для электромобиля, имеющему функции крепления и защиты от взлома. Техническим результатом является повышение эффективности защиты от взлома, минимизация вероятности вибрации и качания аккумуляторного ящика, увеличение срока эксплуатации аккумуляторной батареи в аккумуляторном ящике.

Изобретение относится к аккумуляторному блоку автоматически управляемого транспортного средства, которое использует аккумулятор в качестве источника питания. Согласно изобретению, аккумуляторный блок содержит кожух, установленный в ходовой части автоматически управляемого транспортного средства, аккумулятор, размещенный в кожухе, панель управления, размещенную в кожухе с возможностью отслеживать состояние заряда и разряда аккумулятора, и электрические компоненты, размещенные в кожухе и электрически подключенные к аккумулятору.

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

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 области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям на основе двухслойных конденсаторов - суперконденсаторов.
Наверх