Электрохимическое устройство (варианты)



Электрохимическое устройство (варианты)
Электрохимическое устройство (варианты)

 


Владельцы патента RU 2615497:

Туманов Владимир Леонидович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям двухслойных конденсаторов - суперконденсаторов. Электрохимическое устройство содержит сборный пакет единичных электрохимических элементов в ламинирующем корпусе. Каждый электрохимический элемент выполнен в виде двух электродов и двух сепараторов, свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами на противоположных сторонах рулона. Концевые токоотводы смежных электрохимических элементов по первому варианту соединены гибкими проводящими перемычками, а по второму – неразъемно соединены непосредственно между собой. Каждый электрохимический элемент в пакете заключен в герметичную камеру. Камеры образованы единым для всех элементов ламинирующим корпусом, сложенным зигзагом. Повышение КПД устройства за счет снижения контактного сопротивления токопроводящих элементов батареи при простоте изготовления сборки электрохимического устройства, является техническим результатом изобретения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям двухслойных 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. патент RU 140924, кл. H01G 11/12, опубл. 20.05.2014). Недостатками известного устройства являются сложность изготовления и высокие контактные сопротивления элементов батареи, что повышает внутреннее сопротивление электрохимического источника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении изготовления и повышении КПД устройства.

По первому варианту изобретения поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в электрохимическом устройстве, содержащем 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, концевые токоотводы смежных электрохимических элементов соединены гибкими проводящими перемычками, а каждый электрохимический элемент в пакете заключен в герметичную камеру, образованную единым для всех элементов ламинирующим корпусом, сложенным зигзагом. Проводящие перемычки могут быть выполнены в виде отдельных гибких проволочек или гибких полос с рельефной поверхностью или вырезами. Предпочтительно, по меньшей мере, одна проводящая перемычка снабжена электровыводом, выходящим за пределы ламинирующего корпуса и обеспечивающим возможность подключения электронных схем балансировки напряжения. В ламинирующем корпусе могут быть выполнены окна, обеспечивающие возможность электрического подключения к концевым токоотводам электрохимических элементов.

По второму варианту изобретения поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в электрохимическом устройстве, содержащем сборный пакет единичных электрохимических элементов, 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, концевые токоотводы смежных электрохимических элементов выполнены гибкими и неразъемно соединены между собой, а каждый электрохимический элемент в пакете заключен в герметичную камеру, образованную единым для всех элементов ламинирующим корпусом, сложенным зигзагом. Концевые токоотводы предпочтительно соединены посредством ультразвуковой или лазерной сварки.

На фиг. 1 представлен пакет единичных электрохимических элементов в разложенном ламинирующем корпусе по первому варианту;

на фиг. 2 - то же в корпусе, сложенном зигзагом;

на фиг. 3 - узел неразъемного соединения токоотводов по второму варианту.

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.

Особенностью предлагаемой конструкции является то, что концевые токоотводы 2 нескольких или всех смежных электрохимических элементов 1 неразъемно соединены между собой: по первому варианту посредством гибких проводящих коммутационных перемычек 3, а по второму варианту - непосредственно между собой с помощью ультразвуковой или лазерной сварки. Во втором варианте сами токоотводы 2 выполнены гибкими. Такая конструкция практически полностью исключает переходные сопротивления между элементами 1, что позволяет значительно повысить мощностные характеристики батареи. При этом каждый электрохимический элемент 1 в пакете заключен в герметичную камеру, образованную единым для всех элементов ламинирующим корпусом 4 (зоны герметизации показаны на фиг. 1).

Перемычки 3 или сваренные участки проходят из одной камеры в другую, не нарушая герметичности. Перемычки 3 могут быть выполнены в виде отдельных гибких проволочек или гибких полос с рельефной поверхностью или вырезами различной формы для обеспечения лучшего сопряжения с корпусом 4. В целях компактности корпус 4 в местах прохода перемычек 3 или в местах сваренных участков сложен зигзагом и зафиксирован между фланцами корпуса с помощью стяжек.

Перемычки 3 могут полностью находиться внутри корпуса 4 или снабжаться электровыводом 5, выходящим за пределы ламинирующего корпуса 4, для подключения электронных схем балансировки напряжения на элементах устройства. Для обеспечения доступа к поверхности токоотводов 2 ламинирующий корпус 4, сохраняя герметичность камер, может иметь свободные от ламината окна 6 с одной или с двух сторон, обеспечивающие возможность электрического подключения к токоотводам 2 третьего электрода для формирования литий-ионных аккумуляторов.

Предлагаемые конструкции электрохимического устройства с общим ламинирующим корпусом за счет снижения количества составных частей и трудоемкости сборки значительно упрощают 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 двух сепараторов, свернутых в плоский рулон с концевыми катодным и анодным токоотводами, расположенными на противоположных сторонах рулона, отличающееся тем, что концевые токоотводы смежных электрохимических элементов соединены гибкими проводящими перемычками, а каждый электрохимический элемент в пакете заключен в герметичную камеру, образованную единым для всех элементов ламинирующим корпусом, сложенным зигзагом.

2. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что проводящие перемычки выполнены в виде отдельных гибких проволочек или гибких полос с рельефной поверхностью или вырезами.

3. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна проводящая перемычка снабжена электровыводом, выходящим за пределы ламинирующего корпуса и обеспечивающим возможность подключения электронных схем балансировки напряжения.

4. Электрохимическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в ламинирующем корпусе выполнены окна, обеспечивающие возможность электрического подключения к концевым токоотводам электрохимических элементов.

5. Электрохимическое устройство, содержащее сборный пакет единичных электрохимических элементов, 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, отличающееся тем, что концевые токоотводы смежных электрохимических элементов выполнены гибкими и неразъемно соединены между собой, а каждый электрохимический элемент в пакете заключен в герметичную камеру, образованную единым для всех элементов ламинирующим корпусом, сложенным зигзагом.

6. Электрохимическое устройство по п. 5, отличающееся тем, что концевые токоотводы соединены посредством ультразвуковой или лазерной сварки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к гельполимерному электролиту, который может быть использован при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также в суперконденсаторах.

Предложены силовая установка электромобиля, электромобиль с такой силовой установкой и способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля. Силовая установка электромобиля содержит: аккумуляторную батарею (101); обогреватель аккумуляторов (102), соединенный с аккумуляторной батареей (101); устройство управления аккумуляторами (103), соединенное с аккумуляторной батареей (101) и обогревателем аккумуляторов (102) соответственно и выполняющее функцию перевода электромобиля в режим обогрева при движении или в режим обогрева при стоянке в соответствии с температурой и остаточным зарядом аккумуляторной батареи, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке; контроллер (106) двигателя, соединенный соответственно с двигателем (105) и электрической распределительной коробкой (104); и разграничительный индуктор (L2).

Изобретение относится к противоэлектроду электрохромного устройства и способу его получения и может быть использовано при изготовлении смарт-стекол или светопрозрачных конструкций с электрически управляемой величиной светопропускания.

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

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 электротехнической промышленности, а именно к гельполимерному электролиту, который может быть использован при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также в суперконденсаторах.

Изобретение относится к технологии приготовления наноструктурированных композитов на основе высокопористых углеродных матриц, наполненных наночастицами золота.

Группа изобретений относится к электрической тяговой системе транспортного средства с питанием от собственных источников энергоснабжения. Подсистема аккумулирования энергии содержит металлический корпус, систему аккумулирования электроэнергии и электрические защитные устройства.

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.

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электрохимическим конденсаторам, а именно к гибридным или асимметричным конденсаторам с щелочным электролитом, и может быть использовано для изготовления неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода данного конденсатора.

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

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

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%.

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может найти применение в приборостроении, энергетике, электронике, в приборах мобильной связи в качестве слаботочного источника питания.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для автономного обеспечения электроэнергией как отдельных приборов, механизмов и машин, так и крупных жилых и производственных объектов.
Наверх